• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Хід виконання роботи

При виконанні даної роботи як адсорбат використовується досліджений у попередній роботі спирт, оскільки для нього вже встановлено величини констант А та В рівняння Шишковського (2.2) та площа , яку займає одна молекула в щільному мономолекулярному шарі на межі поділу фаз.

1. Переписати з протоколу роботи 2.1 в табл. 2.6 розраховані дані для досліджуваного спирту: константи А та В рівняння Шишковського, температуру, за якої їх було визначено, та площу , яку займає функціональна група на поверхні поділу фаз. Переписати з табл. 2.2 в табл. 2.6 концентрації розчинів досліджуваного спирту, які необхідно приготувати (за винятком найменшої концентрації). Розрахувати та записати в табл. 2.6 об’єми вихідного розчину спирту та води, що необхідні для приготування об’ємів досліджуваних розчинів (25 см³).

Таблиця 2.6. Дані для приготування розчинів досліджуваного спирту

Температура досліду

Досліджуваний спирт

Вихідна концентрація с0

0С

К

кмоль/м3

Коефіцієнти рівняння Шишковського:

Площа молекули:

А =

м3/кмоль

В =

Дж/м2

=

м2

Номер пробірки

сзадан., кмоль/м3

, см3

, см3

2. Приготувати п’ять розчинів по 25 см³ з концентраціями с_задан. шляхом послідовного розведення вихідного розчину з концентрацією с₀ (кмоль/м³), відміряючи бюретками у ретельно вимиті та пронумеровані колби об’єми вихідного розчину спирту та води, які наведено в табл. 2.6.

3. Зважити на технічних терезах з точністю до 0,01 г п’ять наважок активованого вугілля (маса наважок залежить від марки вугілля та визначається викладачем, зазвичай вона становить 0,25 г) і перенести їх у колби з приготованими розчинами. Для встановлення адсорбційної рівноваги розчини спирту з вугіллям необхідно періодично збовтувати протягом 30 хв.

4. Після досягнення рівноважного адсорбційного стану вміст колб відфільтрувати крізь сухі складані паперові фільтри в пронумеровані пробірки, причому перші порції фільтрату (приблизно 5–7 см³) необхідно вилити, тому що в них концентрація ПАР занижена внаслідок адсорбції спирту фільтрувальним папером.

5. Скориставшись добре промитим сталагмометром, визначити кількість крапель дистильованої води n₀, що поміщаються в об’ємі сталагмометра, обмеженому верхньою та нижньою рисками. Вимірювання проводити тричі до збігу результатів з точністю до однієї краплі. Результати вимірювань записати в табл. 2.7.

6. Аналогічно провести вимірювання для всіх приготованих розчинів в порядку зростання концентрацій, починаючи з найменшої. Посудину, з якої заповнюється сталагмометр, необхідно сполоснути невеликою кількістю досліджуваного розчину (2–3 см³). Сталагмометр промивати не потрібно. Порахувати тричі кількість крапель для кожного розчину і отримані дані записати у відповідний рядок табл. 2.7. Визначити для кожної концентрації середні значення кількості крапель n.

7. Оскільки концентрації розчинів є невисокими, то їхню густину можна вважати рівною густині води, тому поверхневий натяг для всіх досліджуваних розчинів розрахувати за формулою:

,

де - поверхневий натяг води, який визначається за даними табл. 2.1, виходячи з температури досліду. Результати занести в табл. 2.7.

Таблиця 2.7. Результати вимірювань поверхневого натягу розчинів спирту

8. Переписати із табл. 2.6 в таблицю 2.8 значення констант А та В рівняння Шишковського та температуру, за якої їх було визначено. Із табл. 2.7 в табл. 2.8 перенести значення вихідних концентрацій розчинів спирту. Перерахувати та внести в табл. 2.8 значення констант А та В рівняння Шишковського для температури досліду.

9. Розрахувати значення рівноважної концентрації ПАР у фільтратах за допомогою рівняння Шишковського (2.2), перетворивши його на відповідний вираз для обчислення концентрації:

де – поверхневий натяг води при температурі досліду; – поверхневий натяг розчинів після адсорбції; А та В – перераховані значення констант в рівнянні Шишковського. Дані розрахунків записати в табл. 2.8.

10. Розрахувати значення питомої адсорбції ПАР за відомими концентраціями розчинів до та після адсорбції, користуючись рівнянням:

.

Визначити також відношення . Дані розрахунків записати в табл. 2.8.

11. Побудувати графік залежності

Таблиця 2.8. Розрахунок характеристик адсорбції спирту на межі поділу активоване вугілля – водний розчин

Перерахунок констант рівняння Шишковського А (м3/кмоль) та В (Дж/м2):
Дані досліду 2.1	Т2.1 = К	А2.1 =	В2.1 =
Температура досліду 2.2
t = 0С	T= К
Об’єм розчину V = 25·10 – 6 м3	Маса адсорбента m = кг
Концентрація, кмоль/м3	с0 – с,	а,	с/а
Вихідна, c0	Рівноважна, c	кмоль/м3	кмоль/кг	кг/м3

12. За даними табл. 2.8 на основі лінійної форми рівняння Ленгмюра (1.1) у вигляді побудувати прямолінійну залежність (рис. 10).

Рис. 10. Графік для визначення граничної адсорбції

13. За побудованим графіком визначити граничне значення питомої адсорбції a_¥ як величину, що є оберненою до тангенса кута нахилу прямої.

14. На основі величини граничної адсорбції a_¥ і значення , що наведено у табл. 2.6, розрахувати площу питомої поверхні адсорбенту за рівнянням:

.

Площа S₀, яку займає на поверхні адсорбенту молекула спирту, визначається розміром її гідрофільної групи і тому для молекул одного гомологічного ряду вона є однаковою. Ця величина розраховується для досліджуваного спирту в роботі 2.1.

Звіт

Таблиці 2.6, 2.7, 2.8.

Графіки і .

Константи рівняння Шишковського: А = м³/кмоль та В = Дж/м².

Гранична питома адсорбція .......................... спирту на активованому вугіллі а_¥ = кмоль/кг.

Питома поверхня адсорбенту S_пит. = м² /кг.

Висновок.

Питання до лабораторної роботи

1. Що таке поверхневий натяг? Від чого він залежить?

2. Яке рівняння описує залежність поверхневого натягу розчину ПАР від його концентрації?

3. Чому для однакового об’єму різних рідин характерна різна кількість крапель, що витікають з капіляра?

4. Що таке поверхнева активність ПАР та як вона визначається в лабораторній роботі?

5. Як змінюється поверхнева активність ПАР у гомологічному ряді зі збільшенням вуглецевого ланцюга?

6. Для чого в лабораторній роботі визначають питому надлишкову адсорбцію Г?

7. Що таке гранична адсорбція та від чого вона залежить?

8. Як обчислюють геометричні параметри молекул ПАР у даній лабораторній роботі?

Література: [1] 114 – 136; [2] 72 – 89; [3] 39 – 52; [4] 20 – 27, 33 – 37.

Читайте також:

1. I. Аналіз контрольної роботи.
2. II. Вимоги безпеки перед початком роботи
3. II. Вимоги безпеки праці перед початком роботи
4. II.ТЕОРЕТИЧНІ ПИТАННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ
5. III. Виконання бюджету
6. III. Вимоги безпеки під час виконання роботи
7. III. Вимоги безпеки під час виконання роботи
8. III. Вимоги безпеки під час виконання роботи
9. III. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ РОЗРАХУНКІВ КУРСОВОЇ РОБОТИ
10. Internet. - це мережа з комутацією пакетів, і її можна порівняти з організацією роботи звичайної пошти.
11. IV Етап: Вибір стратегії керування виявленими ризиками й виділення пріоритетних напрямків роботи
12. IV. Вимоги безпеки під час роботи на навчально-дослідній ділянці

Переглядів: 1134