Изучение адсорбции уксусной кислоты из водного раствора на активированном угле.
Цель работы: экспериментальное определение изотермы адсорбции одноосновной карбоновой кислоты из водного раствора на активированном угле. Использование уравнений Ленгмюра и Фрейндлиха для описания хода изотермы адсорбции. Вычисление удельной поверхности адсорбента.
В результате выполнения данной работы студент должен:
– знать теоретические основы процесса адсорбции из водных растворов на твердом адсорбенте;
– уметь провести обработку экспериментальных данных на основании уравнений Ленгмюра и Фрейндлиха;
– получить изотерму адсорбции, рассчитать параметры изотермы адсорбции Ленгмюра и Фрейндлиха.
Оборудование и реактивы: конические колбы (250 см3) с пробками, конические колбы (100 см3), пипетки, бюретки, весы технические ВЛТЭ – 500, воронки, фарфоровая ступка и пестик, фильтровальная бумага (синяя лента), шейкер (встряхиватель) типа S3, водный раствор уксусной кислоты (c(CH3COOH) = 1,0 моль/дм3), водный раствор пропионовой кислоты (c (C2H5COOH) = 1,0 моль/дм3), водный раствор гидроксида натрия (c(NaOH) = 0,1 и 0,4 моль/дм3), твердый адсорбент – активированный уголь.
Последовательность выполнения работы:
По заданию преподавателя в колбах вместимостью 250 см3 приготовить из рабочего раствора ПАВ шесть растворов объемом 50 см3 с различной молярной концентрацией карбоновой кислоты. Требуемые объемы рабочего раствора карбоновой кислоты и дистиллированной воды занести в таблицу 11. Для приготовления растворов использовать две бюретки вместимостью 50 см3.
Таблица 11 – Приготовление серии растворов уксусной кислоты для изучения адсорбции на активированном угле (рабочий раствор с (………) = 1,0 моль/дм3)
| № | Молярная концентрация уксусной кислоты, c, моль/дм3 | Аликвотная часть рабочего раствора, VA, см3 | Объем воды, V( H2 O), см3 |
| 1 |
1. Активированный уголь (таблетки) измельчить в фарфоровой ступке и с использованием технохимических весов взять шесть навесок адсорбента по 1,00 г с точностью ± 0,01 г.
2. В колбы с приготовленными растворами внести навески 1,00 г активированного угля, закрыть их пробками и установить на встряхиватель. По достижении адсорбционного равновесия в системе (встряхивание 1–1,5 ч.) растворы ПАВ отделить от адсорбента фильтрованием (фильтр – синяя лента), отбрасывая первые порции фильтрата ≈ 7 – 10 см3 (почему?). Остальной объем фильтрата использовать для определения равновесной концентрации ПАВ титрованием раствором щелочи в присутствии фенолфталеина. Провести 2–3 параллельных титрования каждого раствора. Целочисленные значения аликвот и концентрацию титранта подобрать, ориентируясь на начальную концентрацию карбоновой кислоты, так, чтобы на титрование пошло 10 – 20 см3 титранта. Полученные результаты занести в таблицу 12.