Опыт 13. Определение изотермы адсорбции уксусной кислоты.

Приборы и реактивы.Четыре сухие колбы, бюретка, штатив, раствор уксусной кислоты (0,5н, 0,1н, 0,05н и 0,01н), активированный уголь, гидроксид натрия, фенолфталеин, фильтровальная бумага, миллиметровая бумага, калькулятор.

Выполнение работы. В четыре сухие колбы внести по 1 г растертого в ступке активированного угля, отмерить по 25 мл растворов уксусной кислоты (соответственно 0,5н ,0,1н, 0,05н и 0,01н). Содержимое в колбах перемешать и оставить на 30 мин. Содержимое периодически взбалтывать. За это время процесс адсорбции уксусной кислоты на угле практически заканчивается. Титрованием 0,1н раствора гидроксида натрия определить точную концентрацию исходных растворов, приготовленных для изучения адсорбции. Для титрования взять следующие порции уксусной кислоты: из колбы с 0,5н раствором- 2 мл, из колбы с 0,1 раствором –10 мл, из колбы с 0,05 н раствором- 10 мл, и из колбы 0,01 н 20 мл кислоты. Титрование вести в присутствии 1-2 капель фенолфталеина. По формуле рассчитать концентрацию кислоты в каждой порции пробы.

Nк = (Nщ Vщ )/ V к

Полученные данные внести в таблицу 3.

Через 30 мин отфильтровать (через сухие фильтры) растворы от угля и как в предыдущем случае определить концентрацию кислоты после адсорбции (взять те же объемы). Результаты внести в таблицу 3.

№ колбы Концентрация к-ты до ад-сорбции С1 Концентрация к-ты после ад-сорбции Ср х моль х/m (моль) lg х/m (моль) lg Ср
             

Вычислить количество уксусной кислоты, адсорбированной активированным углем для 0,5, 0,1, 0,05, 0,01н растворов по формуле:

х=(С1 – Ср) V· 103 ( молей),

где С1, Ср – концентрации уксусной кислоты до и после адсорбции,

V- объем раствора, взятого для адсорбции, м3.

В нашем случае х=(С1 – Ср) 50 · 10 -3 ( молей)

Рассчитать отношение х/m (m- навеска угля (кг)).

На основании полученных данных построить график в координатахlg х/m от lg Ср. Масштаб по оси абсцисс и ординат должен быть одинаковым. По графику рассчитать значение постоянных в уравнении изотермы адсорбции Фрейндлиха К и 1/n.

lg х/m

 

lgК

lgСр

Отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат равен lgК, а 1/n есть тангенс угла наклона прямой относительно горизонтальной оси.