2. Экспериментальная часть

2.1. Изучение адсорбции уксусной кислоты углем и определение констант уравнения ленгмюра

Цель работы: построить изотерму адсорбции уксусной кислоты углём и определить константы уравнения Ленгмюра.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

Из одномолярного раствора уксусной кислоты путём последовательного двухкратного разбавления дистиллированной водой готовят в пронумерованных колбах на 200 см³ по 50 см³ растворов следующих концентраций: 0,5 M; 0,25 М; 0,125 М; 0,0625 М; 0,03125 M (100 см³).

В каждую колбу с раствором добавляют указанные преподавателем количества (обычно 13 г ) активированного угля. Колбы закрывают пробками и на 20 мин оставляют стоять, взбалтывая по очереди содержимое каждой колбы.

За это время определяют концентрацию исходного раствора кислоты. Титруют 10 см³ раствора уксусной кислоты 0,1N раствором NаОН в присутствии фенолфталеина.

После встряхивания растворы отфильтровывают в чистые и сухие колбы, отбрасывая первые порции фильтрата в количестве 5-10 см³. Равновесную концентрацию раствора кислоты (С_P) находят путем титрования щелочью проб фильтратов, взятых в следующих количествах (см³): 1) 10; 2) 10; 3) 25; 4) 25; 5) 50.

Обработка экспериментальных данных

1. Концентрацию исходного раствора кислоты С_K (г-моль/дм³) вычисляют по формуле

С_K=0,1 V_Щ / V_К, (17)

где V_Щ - объём щелочи, пошедшей на титрование, V_К - объём взятого для титрования раствора кислоты.

2. Начальные концентрации растворов кислоты (С_Н), полученных разбавлением раствора с концентрацией (С_О), находят расчетным путём по формуле

С_Н= С_О /n, (18)

где п - кратность разбавления (т.е. 2, 4, 8, 16, 32).

3. Рассчитывают величину удельной адсорбции Г (ммоль/г) по формуле

(19)

где V - объем раствора, взятого для адсорбции, см³; m – масса адсорбента, г; С_P – равновесная концентрация раствора кислоты (определяется так же, как по уравнению 17 ).

Экспериментальные и расчетные данные заносят в таблицу 1.

4. На основании полученных данных строят график зависимости Ср/Г от Ср (см. рисунок 2). По графику находят константы уравнения Ленгмюра.

5. Задавая ряд произвольных значений равновесных концентраций (в пределах концентраций исследуемых растворов) по уравнению (1) рассчитывают величины адсорбции, соответствующие этим концентрациям.

По полученным данным строят изотерму адсорбции (см. рисунок 1) и на этот график наносят опытные точки.

Таблица 1 – Экспериментальные и расчетные данные

№ пп	VК, см3	VЩ, см3	СН, г-моль/дм3	СР, г-моль/дм3	Г, ммоль/г	СР/Г