Лабораторная работа №2 Измерение адсорбции уксусной кислоты на поверхности угля

Принадлежности для работы. Шесть колб на 250мл с пробками; семь конических колб на 250 или 150мл; мерные колбы на 50мл и 25мл; пипетки на 10 мл и на 5 мл; бюретка на 50мл с делениями в 0,1 мл; одна воронка для бюретки; шесть воронок для фильтрования; фильтровальная бумага; весы технические; уголь активированный; 1 стакан химический; встряхиватель; растворы 1М и 2М СН₃СООН; раствор 0,1М NaOH; раствор фенолфталеина.

Описание работы. Опыты. Разбавлением 1М раствора уксусной кислоты в опытах 1–3 и 2М раствора в опытах 4–6 приготовляют в шести колбах растворы примерно следующих концентраций и в количествах, указанных в табл.1:

Таблица 1.

Приготовление растворов уксусной кислоты различной концентрации

номер опыта	1	2	3	4	5	6
количество раствора, мл	150 (1,5+148,5)	150 (3+147)	150 (6+144)	125 (6+119)	110 (10+100)	105 (20+85)
≈ конц–я, М	0,01	0,025	0,05	0,1	0,2	0,4

Точное содержание уксусной кислоты определяют титрованием 0,1М раствором NaOH (индикатор фенолфталеин), причем из колб №1, 2 и 3 пипеткой отбирают по 50 мл, из колбы №4 – 25 мл, из колбы №5 – 10 мл и из колбы №6 – 5 мл раствора. Таким образом, во всех колбах остается по 100 мл раствора. В каждую колбу вносят по 3 г угля. Затем тщательно взбалтывают все колбы в течение 10 минут. Отфильтровывают отдельно содержимое каждой колбы через бумажные фильтры. Отобрав из фильтратов пробы пипеткой в таких же количествах, какие были взяты для первоначального титрования, определяют титрованием концентрацию уксусной кислоты. Разность между результатами первого и второго титрования (после пересчета на 100 мл) дает количество уксусной кислоты x, поглощенного 3 г угля из 100 мл раствора.

Титрованием раствора уксусной кислоты до добавления угля определяют ее первоначальную точную концентрацию C, а титрованием фильтрата – ее концентрацию C₁ после адсорбции:

x = C - C₁

Результаты расчетов х наносят на график, причем на оси абсцисс наносят значения C₁, а на оси ординат – значение (адсорбции) x/m, где m – масса поглотителя (адсорбента). Полученная кривая есть изотерма адсорбции. Для графического определения значения a и n откладывают на оси абсцисс – значения lgC, на оси ординат – lgx/m. Найденные точки должны лежать на прямой линии. Для определения постоянных в уравнении Ленгмюра, измеряют величину тангенса угла наклона прямой к оси абсцисс, что дает величину n. Расстояние точки пересечения прямой с осью ординат от начала координат соответствует значению величины lga.

Таблица 2.

Результаты измерений и расчетов

№ колбы	≈ Конц-я	С	С1	х = С - С1	x/m	lgC1	lg x/m
1	0,010
2	0,025
3	0,050
4	0,100
5	0,200
6	0,400

Отчет о работе. 1. Вычертить по полученным данным график изотерма адсорбции. 2. Вычертить логарифмический график и по нему определить значение n и lga.

Контрольные вопросы:

1. Какие явления называются сорбцией?

2. Какая разница между адсорбцией и абсорбцией?

3. От каких факторов зависит адсорбция?

4. Где находят практическое применение адсорбция и капиллярная конденсация?