Изучение адсорбции уксусной кислоты углем

ФИО студента ________________________________________________ группа______

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Работа № 1.  Изучение адсорбции уксусной кислоты углем

Цель работы − изучить адсорбции уксусной кислоты углем из растворов различной концентрации, построить изотермы адсорбции и определить константы уравнения Фрейндлиха.

Принадлежности: плоскодонная колба на 250 мл, две конических колбы на 250 мл, пипетка на 10 мл, цилиндр на 50 мл,  воронка для фильтрования, бюретка, фильтровальная бумага; растворы уксусной кислоты (0,025М, 0,05М, 0,1М, 0,2М), 0,1М NaOH, таблетки активированного угля, фенолфталеин.

Описание работы. Точную концентрацию уксусной кислоты в исходных  растворах (c1) определяют методом кислотно-основного титрования и рассчитывают по формуле

где [pic 2]− концентрация NaOH;

• [pic 3] − объем используемого для титрования раствора (равен [pic 4]);
• [pic 5] − объем взятого для титрования раствора кислоты.

Для построения изотермы адсорбции необходимы данные равновесных концентраций уксусной кислоты после адсорбции. Последние вычисляют также по формуле (5.12), причем [pic 6]=[pic 7].

Количество кислоты, адсорбированной на угле из каждого раствора, находят по формуле

где  [pic 9] − концентрация раствора гидроксида натрия, моль/л;

• [pic 10]  − разность объемов щелочи, пошедших на титрование
• до и после адсорбции;
• V − объем раствора кислоты, взятого для адсорбции, ;
• m − масса адсорбента, кг;

B − объем раствора кислоты, взятого для титрования.

Методика проведения эксперимента. 

 (Каждая пара студентов выполняет адсорбцию с одной концентрацией уксусной кислоты. По окончании эксперимента студенты обмениваются экспериментальными данными )

В коническую колбу наливают по 50 мл раствора уксусной кислоты приближенных концентраций 0,025М, 0,05М, 0,1М, 0,2М (по указанию преподавателя),  и  добавляют  1 г активированного угля (4 таблетки) и периодически встряхивают в течение 30 мин для установления адсорбционного равновесия. Одновременно с процессом адсорбции определяют точную концентрацию исходного раствора кислоты. Для этого отбирают пипеткой по 10 мл исходного раствора, добавляют 2−3 капли фенолфталеина и титруют 0,1 М раствором NaOH до появления устойчивой розовой окраски. Титрование раствора повторяют 2−3 раза и определяют среднее значение [pic 11]. Полученные экспериментальные данные заносят в таблицу 5.1.

После установления равновесия раствор отфильтровывают от угля. Затем определяют концентрацию кислоты после адсорбции титрованием 10 мл фильтрата 0,1М NaOH, титрование повторяют 2−3 раза и рассчитывают[pic 12]. Полученные данные заносят в табл. 5.1.

                                                                                                            Т а б л и ц а  5.1

Результаты титрования растворов уксусной кислоты

Оформление результатов. По формуле (5.12) вычисляют точную концентрацию кислоты до и после адсорбции и на основе полученных данных делают соответствующий вывод. Величину адсорбции рассчитывают по формуле (5.13). Результаты расчетов заносят в табл. 5.2. На миллиметровой бумаге строят график  зависимости А = f(C2) (изотерму адсорбции) и логарифмическую изотерму адсорбции в координатах lg A = f(lg C2). Из последнего графика находят константы уравнения Фрейндлиха.