ĆWICZENIE A-1
Wyznaczanie izotermy adsorpcji dla układu ciecz – ciało stałe
1.Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie izotermy adsorpcji Freundlicha kwasu octowego na węglu aktywnym.
Zadanie sprowadza się do wyznaczenia doświadczalnego współczynnika k i 1/n w równaniu Freundlicha dla konkretnego węgla aktywnego. Należy ustalić zależność ilości zaadsorbowanego kwasu na jednostkę masy w zależności od stężenia tego kwasu
2. Wykonanie ćwiczenia.
Odczynniki i aparatura:
1) Roztwór kwasu octowego (CH3COOH) o stężeniu C=0,5 mol/dm3.
2) Roztwór wodorotlenku sodowego (NaOH) o stężęniu C=0,1 mol/dm3.
3) Fenoloftaleina-wskaźnik.
4) Węgiel aktywny.
5) Zestaw do miareczkowania.
6) Wstrząsarka laboratoryjna.
7) Szkło laboratoryjne:
4 kolbki miarowe o pojemności 100 cm3
4 kolbki stożkowe ze szlifowanym korkiem,
4 kolbki stożkowe do sączenia,
lejki, pipety, bagietki,
8)Sączki z bibuły o średniej szybkości filtracji.
W kolbach miarowych o pojemności 100 cm3 sporządziłam cztery roztwory kwasu octowego o następujących stężeniach: 0,3; 0,20; 0,10; 0,05 mol/dm3 każdego(korzystając z roztworu kwasu octowego o stężeniu 0,5 mol/dm3). Otrzymane roztwory dokładnie mianowałam roztworem wodorotlenku sodowego o stężeniu 0,1 mol/dm3 wobec fenoloftaleiny jako wskaźnika. W tym celu
odmierzyłam 10 cm3 (pipetą miarową ) roztworu kwasu octowego o danym stężeniu do suchej kolby stożkowej i miareczkowałam dwukrotnie. Analogicznie wykonałam miareczkowanie pozostałych roztworów kwasu octowego.
Korzystając z wagi technicznej a następnie analitycznej dokładnie odważyłam na folii aluminiowej cztery odważki węgla (po około 2 g każda. Następnie odważki węgla wsypałam kolejno do czterech kolbek ze szlifem. Później do tych kolbek dodałam po 50 cm3 (odmierzyłam pipetą) każdego z przygotowanych roztworów kwasu octowego. Kolbki zamknęłam szczelnie korkiem i zawartość była wstrząsana przez 10 min na wstrząsarce. Otrzymane zawiesiny przesączyłam, z każdego przesączu pobrałam do miareczkowania próbki o objętości 10 cm3, celem oznaczenia stężenia równowagowego kwasu octowego (niezaadsorbowanego).
3. Tabela z wynikami i wykres:
Co
[mol/dm3]
Crów
[mmol/dm3]
M
[g]
X
[mg]
LOG
[mg/g]
LOG Crów
0,302
0,243
1,8771
177,0
1,974
2,386
0,202
0,150
1,7416
156,0
1,952
2,176
0,101
0,068
1,6494
99,0
1,778
1,832
0,050
0,031
1,5793
57,0
1,557
1,491
Miareczkowanie 1[cm3]
Miareczkowanie 2 [cm3]
24,4
24,3
14,9
15,0
6,6
6,8
3,2
3,1
4. Opracowanie wyników:
Obliczam objętość wyjściową kwasu octowego:
Stężenia roztworów przed adsorpcją: Stężenia roztworów po adsorpcji:
C0 = [mol/dm3] Crów = [mol/dm3]
( )
C0 1 = Crów1 = (243 mmol/dm3)
C02 = Crów2 = (150 mmol/dm3)
C03 = ` Crów3 = (68 mmol/dm3)
C04 = Crów4 = (31 mmol/dm3)
Masa próbek węgla:
M1 = 3,7062 - 1,8291 = 1,8771 g
M2 = 3,7662 – 2,0246 = 1,7416 g
M3 = 3,7300 – 2,0806 = 1,6494 g
M4 = 3,7154 – 2,1361 = 1,5793 g
Ilość zaadsorbowanej substancji obliczam ze wzoru:
X – liczba miligramów zaadsorbowanego kwasu octowego na węglu aktywnym.
Vkw – objętość kwasu zużyta do adsorpcji (0,05dm3)
60 - MCHCOOH
Obliczam logarytm postaci:
log
Log
=
Obliczam logarytm ze stężenia równowagowego:
Log243 = 2,386
Log150 = 2,176
Log68 = 1,832
Log31 =1,491
[logCrów] = [mmol/dm3]
Po zlogarytmowaniu równanie Freundlicha przyjęło postać:
log = log k + log C
Z wykresu odczytuję wartości
tg α = log k =1,06
α = 25...
Bonifacy7