Приготовление растворов изоамилового спирта для определения адсорбции

Экспериментальная часть

«Определение удельной поверхности (S уд) адсорбента

(активированного угля) по адсорбции изоамилового спирта».

Значение адсорбции из раствора определяем по уравнению

(5)

Важнейшей характеристикой адсорбента является удельная поверхность S уд, которая представляет собой суммарную поверхность капилляров 1 гадсорбента (м²/г)

(5a)

S уд – удельная поверхность адсорбента (м2); - предельная мономолекулярная адсорбция N – число Авогадро, N = 6,02 * 10 23 Sо – площадь, занимаемая молекулой растворенного вещества, в нашем случае молекулой изоамилового спирта, Sо = 29,6*10-8 см.

Зная удельную поверхность адсорбента можно определить время адсорбционной очистки, возможность применения адсорбента в данной паре сорбат-сорбент и т.д. изоамилового спирта находим на основании изотермы Ленгмюра

Приборы и реактивы:

1. 5 растворов по 100 мл изоамилового спирта различной концентрации (моль/л);

2. Активированный уголь;

3. Прибор Ребиндера для определения поверхностного натяжения;

4. Весы.

5. 10 конических колбочек на 100 мл;

6. Воронки;

7. Фильтровальная бумага;

8. Мерные цилиндры на 100 мл.

Ход работы:

1. Исходным раствором является 0,3н водный раствор изоамилового спирта.

Таблица 1.

Приготовление растворов изоамилового спирта для определения адсорбции

Полученные 100 мл раствора с помощью мерного цилиндра делят на две равные части по 50 мл, помещая каждую часть в коническую колбочку, прикрепляя этикетку с указанием концентрации. В один ряд колбочек добавляют по 1 грамму мелко растертого в фарфоровой ступке активированного угля и оставляют стоять 1 час. Другой ряд растворов без активированного угля используют для определения поверхностного натяжения.

2. Определение поверхностного натяжения s растворов проводят методом Ребиндера с помощью прибора Ребиндера (рис. 7).

Рис. 7. Прибор Ребиндера.

Метод основан на измерении давления, которое необходимо для прохождения пузырька воздуха через поверхность жидкости. Чем больше поверхностное натяжение жидкости, тем выше должно быть это давление. Изучаемые растворы загружаются в сосуд Ребиндера так, чтобы капилляр был погружен в раствор на 1-2 мм. При уменьшении уровня жидкости в делительной воронке в системе создается вакуум, что приводит к проскакиванию пузырьков воздуха через капилляр приборчика Ребиндера. Давление, необходимое для прохождения пузырьков воздуха через поверхность жидкости, измеряется разностью уровней жидкости в коленах манометра (h, мм). Поверхностно-активные вещества, и в том числе изоамиловый спирт уменьшают поверхностное натяжение. Между поверхностным натяжением и концентрацией существует корреляция. Поверхностное натяжение растворов определяется из соотношения:

(6)

- поверхностное натяжение воды (72,6 дин/см2) приt = 25; - поверхностное натяжение исследуемого раствора и ; , - высоты столбов на манометре при определении поверхностного натяжения дистиллированной воды и исследуемого раствора (мм).

Все результаты по определению поверхностного натяжения заносят в таблицу 2.

Таблица 2.

О б о з н а ч е н и е р а с т в о р о в (i)	Концентрация р-ра изоамилового спирта до адсорбции , (моль/л)	До адсорбции	После асорбции	Равновесная концентрация р-ра изоамилового спирта после адсорбции , моль/л(находятся из графика)	Адсорбция–А,моль/лАi= m-масса абсорбента
Высота столба по манометру , мм	Поверхност-ное натяжение дин/см2	Высота столба по манометру , мм	Поверхност-ное натяжение дин/см2
а	0,3
b	0,15
с	0,09
d	0,06

Используя формулу (3) находим и до адсорбции и после.

Определив поверхностное натяжение исходных растворов изоамилового спирта построить калибровочную кривую, отражающую зависимость поверхностного натяжения от исходной концентрации растворов изоамилового спирта

Затем, используя величины из таблицы (для всех растворов после адсорбции) по графику на рис.10 определяют для всех растворов после адсорбции, эти значения будут .

Используя вычисляют адсорбцию «А» изоамилового спирта из водного раствора на активированном угле по уравнению (1)

По полученным данным строят изотерму Ленгмюра в координатах А=f(Cp),

Затем стоят калибровочную кривую

Рис. 8. Графическая зависимость σ₁=f(C^o)

* - «i » - обозначения a, b, c, d для растворов соответствующих концентраций (см. таблицу 2).

Используя найденные величины из таблицы 2, строят зависимость , (рис. 9)

Из графика рис.1 видно, что при значит, в обратных величинах, если , определив , рассчитываем Sуд адсорбента по формуле 2. Sуд вычисляют в м²/г адсорбента. Полученное значение Sуд активированного угля сдают преподавателю.

Рис.9. Графическая зависимость