ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИМИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИфедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образованияСанкт-Петербургский горный университетКафедра общей и физической химииОтчетПо дисциплине Химия, часть II ^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}Тема работы: Молекулярная адсорбция на активированном угле Выполнил: студент гр. ЭХТ-20-1 Карпова Д.Е. ^{(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)}Оценка:Дата:Проверил: ^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}Санкт-Петербург2022

1. 
   Цель работы
   

Построить изотерму адсорбции, проверить применимость к ней уравнения Фрейндлиха и Ленгмюра, оценить удельную поверхность активированного угля.

2. 
   Теоретическая часть
   

Адсорбция— поглощение газов, паров или жидкостей поверхностным слоем (поверхность раздела фаз) твердого тела или жидкости.Поглощаемое вещество, ещё находящееся в объёме фазы, называют адсорбтив, поглощённое — адсорбат. Адсорбентом называют вещество, на поверхности которого происходит адсобция.В зависимости от природы адсорбционных сил различают физическую адсорбцию и химическую адсорбцию, или хемосорбцию. Физическая адсорбция обусловлена действием физических, т.е. вандерваальсовых сил межмолекулярного взаимодействия. Хемосорбция обусловлена образованием химических связей между адсорбентом и адсорбатом.

3. 
   Ход эксперимента:
   

1. Получить у преподавателя раствор кислоты.2. Отобрать пробу кислоты в химический стакан объемом 150 мл.3. Приготовить 4 раствора путем последовательного разведения в 2 раза:3.1. В круглые колбы № 2, № 3 и № 4 отобрать мерной пипеткой по 50 мл дистиллированной воды;

---

3.2. В колбы № 1 и № 2 мерной пипеткой объемом 50 мл поместить по 50 мл исходного раствора кислоты;3.3. Из колбы № 2 при помощи мерной пипетки 50 мл раствора перенести в колбу № 3 и перемешать.3.4. Из колбы № 3 при помощи мерной пипетки отобрать 50 мл раствора, перенести в колбу № 4, перемешать.3.5. Из колбы №4 мерной пипеткой отобрать 50 мл раствора и выбросить.4. В каждую колбу с приготовленными растворами высыпать по навеске 3 г активированного угля. 5. Колбы поставить на перемешивающее устройство на 15 минут. 6. Осторожно слить растворы через бумажный фильтр в конические колбы под теми же номерами, стараясь, чтобы основная масса угля осталась в круглой колбе.7. Определить концентрацию кислоты в исходном С₀ и равновесных С* растворах по следующей методике. 7.1. В 2 конические колбы мерной пипеткой объемом 5 мл отобрать по 5 мл пробы.7.2. В каждую колбу добавить немного дистиллированной воды (до толщины слоя жидкости около 5 мм).7.3. В каждую колбу прилить по 3-4 капель индикатора – фенолфталеина.7.4. Отобрать раствор щелочи в химический стакан объемом 50 мл.7.5. Из стакана раствор щелочи налить в бюретку.7.6. Выпустить воздух из носика бюретки, для чего поднять носик бюретки, подставить стакан со щелочью и нажать на шарик.7.7. Довести объем щелочи в бюретке до отметки «0».7.8. Титровать одну из колб с пробой кислоты раствором гидроксидом натрия до перехода окраски фенолфталеина от бесцветной к малиновой, сохраняющейся при перемешивании в течение 30 с.7.9. Полученное значение объема щелочи занести в таблицу 6 протокола лабораторной работы.7.10. Довести объем щелочи в бюретке до отметки «0» и провести титрование пробы во второй конической колбе. 7.11. Полученное значение объема щелочи занести в таблицу 6 протокола лабораторной работы.

4. 
   Экспериментальные данные:
   

Масса навески угля: Концентрация раствора щелочи: Слабый электролит – CH₃COOHОриентировочная концентрация слабого электролита – 0,4 МОбъем аликвоты: Таблица 1

№ пробы	Концентрация	, мл	мл	мл	мл
исходная		5	13,5	13,6	13,55
1		5	11,4	11,2	11,3
2		5	4,9	5,1	5
3		5	2,4	2,5	2,45
4		5	1,2	1,3	1,25

---

5. 
   Обработка экспериментальных данных:
   

№	Концентрация раствора, моль/л		С, моль/л	Г, моль/кг	С*/Г	lgC*	lgГ	1/C*	1/Г
	С0	С*
1	0,542	0,452	0,09	1,5	0,301	-0,345	0,176	2,212	0,667
2	0,271	0,2	0,071	1,183	0,169	-0,699	0,073	5	0,845
3	0,1355	0,098	0,0375	0,625	0,157	-1,009	-0,204	10,204	1,6
4	0,06775	0,05	0,018	0,296	0,169	-1,301	-0,529	20	3,380

Пример расчета для опыта 11) Определение значения концентрации раствора кислоты, взятого на приготовление растворов и проведение адсорбциигде V₀ – средний объем гидроксида натрия, затраченный на титрование пробы исходной кислоты, мл.2) Определение значения равновесной концентрации кислотыгде V_ср – средний объем гидроксида натрия, затраченный на титрование пробы кислоты после адсорбции, мл3) Определение изменения концентрации кислоты в процессе адсорбции

---

4) Определение значения удельной адсорбции растворенного веществагде V – объем кислоты, взятый на адсорбцию, л; m_s – навеска адсорбента (активированного угля), кг.Построение изотермы удельной адсорбции кислоты в координатах Г = f(C) Рисунок 1 – Изотерма удельной адсорбцииПостроение изотермы адсорбции Фрейндлиха в координатах lgГ = f(lgC) и вычисление коэффициентов уравнения Фрейндлиха по уравнению линии трендаРисунок 2 – Изотерма адсорбции ФрейндлихаУравнение Фрейндлиха: Из графика, представленного на рисунке 2, получим: .Построение изотермы адсорбции Ленгмюра в координатах 1/Г=f(1/C)Рисунок 3 – Изотерма адсорбции ЛенгмюраПо уравнению линии тренда определим константы уравнения Ленгмюра Г∞ и K.Оценка удельной поверхности активированного угля по уравнениюгде N_A – число Авогадро; S_M – площадь поперечного сечения молекулы адсорбата, равная для карбоновых кислот 20,510^20 м².

6. 
   Вывод:
   

В ходе данной работы было изучено явление молекулярной адсорбции, основанное на избирательном извлечении примесей из газа или жидкостей твердыми телами (адсорбентами) с развитой поверхностью. В опыте использовалось одно из таких веществ- активированный уголь.На экспериментальных данных построена изотерма адсорбции, проверена применимость к ней уравнений Фрейндлиха и Ленгмюра, а также найдена удельная поверхность активированного угля равная

---

.

---

Смотрите также файлы

• Вопрос Предмет и значение курса. Классификация римского права.doc

• Введение проблема безопасности жизнедеятельности человека признается во всем мире.docx

• Расчет емкостного реактора с турбинной мешалкой.docx

• Кство час.docx

• Вопросы к рассказу Осеевой Почему.docx