По адсорбции

Опыт 1. Адсорбция электролитов, красителей и золей углем

Ход работы:

В пробирки налейте примерно по 5 мл сильно разбавленных слабо окрашенных растворов CuSO₄, K₂Cr₂O₇, водный раствор фуксина, флюоресцеина, эозина, золей гидроксида железа(Ш) и берлинской лазури. Затем внесите немного (около 0,2г) растертого в порошок активированного угля, встряхивайте смесь в течение 5 мин и оставьте в штативе. Через 15-20 минут отфильтруйте через бумажные фильтры. Как изменился цвет растворов?

В выводе охарактеризуйте адсорбционные свойства активированного угля.

Вывод:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт 2. Адсорбция ионов свинца углем

Ход работы:

В пробирку налейте примерно 5мл раствора нитрата свинца (II) Pb(NO₃)₂. Добавьте около 0,2 г растертого в порошок активированного угля, встряхивайте смесь в течение 5 минут и отфильтруйте через бумажный фильтр. К фильтрату добавьте немного раствора дихромата калия K₂Cr₂O₇. В отдельную пробирку налейте примерно 5 мл раствора нитрата свинца (II) и сразу добавьте немного раствора дихромата калия. В каком случае наблюдается выпадение осадка?

Pb(NO₃)₂ + К₂С r ₂O₇           РbС r ₂O₇     + 2 КNO₃

В выводе объясните наблюдаемые явления, укажите цвет осадка.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт 3. Влияние растворителя на адсорбцию

Ход работы:

В одну пробирку налейте примерно 5 мл слабо окрашенного водного раствора фуксина, в другую – 5 мл так же слабо окрашенного спиртового раствора фуксина, внесите в обе пробирки примерно по 0,1 г порошка активированного угля. Смесь встряхивайте в течение 5 минут и оставьте в штативе. Через 15 - 20 минут отфильтруйте через бумажные фильтры. Как изменилась окраска раствора в пробирках? В каком случае обесцвечивание раствора произошло бы в большей степени?

В выводе объясните наблюдаемые явления в соответствии с правилом Ребиндера.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт 4. Адсорбция уксусной кислоты углем

Ход работы:

В четыре чистые сухие склянки вносят точно по 1 г измельченного активированного угля и отмеривают пипеткой по 25 мл растворов уксусной кислоты, указанной в таблице нормальности. Склянки закрывают пробкой встряхивают и оставляют на 15-25 минут, время от времени встряхивая, после чего смесь фильтруют через сухие фильтры в отдельные колбочки, отбрасывая первые порции фильтрата.

Начальную концентрацию растворов уксусной кислоты и равновесную концентрацию ее в фильтратах определяют титрованием 10 мл растворов кислоты 0,1н раствором NaOH с индикатором фенолфталеином. Концентрацию выражают в миллилитрах 0,1н NaOH на 100 мл раствора.

Форма записи

По формуле 1 определяют количество адсорбированной уксусной кислоты x.

       (1)

где: x – количество миллимолей вещества, адсорбированного одним граммом адсорбента из 100 мл раствора;

m – количество граммов адсорбента;

С₀ и С – начальная и равновесная миллимолярная концентрации;

V – количество миллилитров раствора, взятое для адсорбции;

n – постоянная с числовым значением от 0,2 до 0,6 в зависимости от температуры, природы адсорбента и адсорбируемого вещества;

a - постоянная, зависящая от тех же факторов, и равная х при равновесной концентрации, равной единице.

Все полученные цифры записывают в таблицу.

На миллиметровой бумаге строят "кривую адсорбции", отложив на оси абсцисс значения равновесной концентрации С, а по оси ординат – значения разности (рис. 1). Логарифмируя уравнение 1 получим:

Это – уравнение прямой линии АС (рис.2) пересекающей ось ординат на расстоянии, равном отрезку ОА от начала координат и наклоненной к оси абсцисс под углом, тангенс которого равен n.

Для определения числовых значений постоянных а и n находят логарифмы чисел C и х и строят графики, отложив по оси абсцисс lg C, а по оси ординат lg x. Наносят точки и проводят линию так, чтобы расстояния от всех этих точек до прямой были наименьшими. Отрезок АО равен lg a. По логарифму находят число а. Значение n равно или отношению длин отрезков СВ и АВ, т.е (см. приложение 2).

Рис. 1 Изотерма адсорбции              Рис. 2 Логарифмическая

                                                                     прямая адсорбции

Принятое в данной работе выражение начальной и равновесной концентрации (а, следовательно, и количество адсорбированной уксусной кислоты) в миллилитрах 0,1н NaOH на 100 мл раствора соответствует миллимолярным концентрациям. Количество граммов адсорбента (угля) также пересчитывается на 100 мл раствора.

В отличие от постоянной а, значение постоянной n не зависит от избранных единиц концентрации. Определив n графическим методом, как указано выше, и взяв среднеарифметические значения lg x и lg C из всех четырех опытов lg а можно вычислить по уравнению:

По логарифму находят число а. Более точные значения постоянных а и n получаются в опытах адсорбции с 6-8 различными начальными концентрациями растворов при постоянной температуре, одинаковой продолжительности адсорбции и одинаковом измельчении адсорбента.

Выполнение работы проверил(а)

______________________________

Дата___________

Лабораторная работа 5