Практическая часть Измерение адсорбции уксусной кислоты на поверхности активированного угля

Цель работы

1. Наблюдать адсорбцию на границе жидкой и твердой фаз.

2. Построить изотерму адсорбции.

3. Определить значения постоянных параметра K и n в уравнении Фрейндлиха.

Реактивы и оборудование

1. Уксусная кислота, 1 Н раствор.

2. Гидроксид натрия, 0,1 Н раствор.

3. Соляная кислота, 0,1 Н раствор.

4. Фенолфталеин, спиртовый раствор.

5. Уголь активированный.

Порядок выполнения работы

1. Определяют точную концентрацию раствора гидроксида натрия. Для этого отбирают в три колбы аликвоты раствора гидроксида натрия по 10 мл, доводят дистиллированной водой до объема приблизительно 100 мл и титруют 0,1 Н раствором соляной кислоты в присутствии фенолфталеина до перехода окраски из малиновой в бесцветную. Рассчитывают концентрацию гидроксида натрия по среднему объему соляной кислоты, использованной на титрование.

2. Определяют точную концентрацию исходного раствора уксусной кислоты. Для этого отбирают 100 мл уксусной кислоты (~1 Н) и титруют гидроксидом натрия в присутствии фенолфталеина. Рассчитывают концентрацию уксусной кислоты с учетом концентрации гидроксида натрия, определенной в пункте 1.

3. Разбавлением 1Н раствора уксусной кислоты приготавливают в шести колбах, к которым имеются пробки, растворы как указано в табл. 5.1. Для этого в мерную колбу на 100 мл вводят пипеткой указанное количество 1 Н уксусной кислоты и доводят объем до метки дистиллированной водой. Затем приготовленный раствор переносят в колбу емкостью 250 мл с пробкой. Так готовят шесть растворов. Приготовление начинают с наименее концентрированного раствора.

Таблица 5.1

Приготовление растворов уксусной кислоты

Номер колбы	1	2	3	4	5	6
Объем 1 Н раствора, мл	1,2	2,5	5	10	20	40
Нормальность, моль/л	0,012	0,025	0,05	0,1	0,2	0,4

4. В каждую колбу помещают 3 г активированного угля (6 таблеток). Колбы закрывают пробками и взбалтывают в течение 10 минут. Затем растворы фильтруют в чистые сухие колбы. В фильтрате точное содержание уксусной кислоты определяют титрованием 0,1 Н раствором гидроксида натрия, используя в качестве индикатора фенолфталеин.

5. Результаты эксперимента заносят в табл. 5.2.

Таблица 5.2

Результаты эксперимента

Номер колбы	1	2	3	4	5	6
Нормальность исходного раствора N0, моль/л
Нормальность раствора после адсорбции Nк, моль/л
Величина сорбции А, ммоль/г
ln А
ln Nк

N₀ определяется с учетом исходной концентрации уксусной кислоты до разбавления, определенной в пункте 2.

N_к определяется в пункте 4.

Величина сорбции рассчитывается по формуле

, (6.1)

где V – объем раствора, мл;

m – масса сорбента, г.

6. Построить изотерму сорбции в координатах А – N_к. Определить вид полученной изотермы.

Построить линейную зависимость ln А – ln N_к. Обработав данную зависимость методом наименьших квадратов определить значения постоянных параметра K и n в уравнении Фрейндлиха.

Сделать выводы по работе.

Вопросы для контроля

1. Адсорбция, адсорбент, адсорбат, десорбция.

2. Механизмы адсорбции.

3. Адсорбция на твердой поверхности: изотермы Генри, Ленгмюра, Фрейндлиха, полимолекулярная адсорбция.