3. Практическая работа
1) Выполнить лабораторную работу «Изучение адсорбции уксусной кислоты на активированном угле»
2) Цель работы: Определить величину адсорбции уксусной кислоты из ее водного раствора на неполярной поверхности активированного угля на основе колориметрического и потенциометрического титрования раствора кислоты до и после адсорбции. Определить параметры уравнений Ленгмюра и Фрейндлиха, удельную поверхность адсорбента Sуд, определить рКа уксусной кислоты потенциометрическим методом.
3) Методика проведения работы.
1) В мерной колбе вместимостью 100 мл приготовить путем разбавления одномолярного раствора уксусной кислоты раствор заданной концентрации. Для этого рассчитать необходимый объем исходного 1 М раствора CH3COOH, отобрать его из бюретки в мерную колбу на 100 мл, разбавить дистиллированной водой до метки, тщательно перемешать.
2) В коническую колбу отобрать пипеткой 50 мл приготовленного раствора уксусной кислоты, внести 1 г толченого активированного угля и интенсивно перемешивать суспензию в течение 20-25 мин. до установления адсорбционного равновесия.
3) Заполнить бюретку 0,1 М рабочим раствором щелочи.
4) Уточнить начальную концентрацию Снач уксусной кислоты в приготовленном растворе. Для этого рассчитать оптимальный объем аликвоты, исходя из величины заданной концентрации и концентрации рабочего раствора щелочи, отобрать аликвоту в колбу для титрования, добавить 20-30 мл дистиллированной воды и титровать в присутствии фенолфталеина. Титрование повторить 2-3 раза; точность параметра титрования 0,1 мл.
5) Профильтровать суспензию угля через воронку с бумажным фильтром, отбросив первые 1-2 мл фильтрата. Определить равновесную концентрацию раствора уксусной кислоте после адсорбции (в фильтрате). Для этого в колбу для титрования отобрать аликвоту фильтрата, добавить 20-30 мл дистиллированной воды и титровать в присутствии фенолфталеина. Титрование повторить 2-3 раза; точность параметра титрования 0,1 мл.
6) Титрование аликвоты исходного раствора кислоты или равновесного раствора (фильтрата) повторить потенциометрически (после титрования аликвоты в присутствии фенолфталеина). Для этого отобрать пипеткой аликвоту раствора в химический стакан вместимостью 50 мл, добавить дистиллированной воды до половины его объема и титровать 0,1 М рабочим раствором NaOH: добавить сразу половину эквивалентного объема щелочи (по результатам титрования аликвоты в присутствии фенолфталеина), измерить рН = рКа; далее добавлять раствор щелочи по 1 мл до области скачка. Область скачка пройти с шагом 0,1-0,2 мл, после чего получить 2-3 точки с шагом 1 мл. На каждом шаге титрования измерять Е и рН.
4) Результаты представить в виде заполненных таблиц:
Таблица 1.
Результаты определения адсорбции уксусной кислоты из ее
водного раствора на поверхности активированного угля
(mадс = 1 г, V р-ра = 50 мл, C(1/1 NaOH) = 0,1 моль/л, индикатор – фенолфталеин)
№ титр |
Vал |
до адсорбции |
после адсорбции |
Г, ммоль/г |
1/Г |
lgГ |
lgCравн |
1/Сравн |
||
1 2 3 |
|
... ... ... Vср= |
|
... ... ... Vср= |
|
Расчет по среднему значению |
||||
Таблица 2.
Результаты потенциометрического титрования раствора уксусной кислоты 0,1 М раствором NaOH (Vал=... мл)
Vщел |
рН |
Е, мВ |
Е/V |
V=Vi+1-Vi/2 |
|
|
|
|
|
По результатам титрования строят графики зависимости рН от Vщел; E от Vщел; Е/V от Vi+1-Vi/2 и определяют эквивалентный объем щелочи Vт.э.
5) В выводе отразить итог проделанной работы: - к какому виду адсорбции относится адсорбция уксусной кислоты на активированном угле и почему; изобразите взаимодействие растворителя с поверхностью адсорбента; приведите формулировку правила, которому подчиняется этот вид адсорбции; рассчитать молярную концентрацию эквивалента уксусной кислоты и ее массу в аликвоте; сравнить полученное значение рКа с табличным значением.