Лабораториялық жұмыс. Қатты адсорбенттегі ерітіндіден БАЗ адсорбциясын зерттеу
Қатты адсорбенттегі ерітіндіден БАЗ адсорбциясын зерттеу
Жұмыс мақсаты: БАЗ ерітіндісінің ауамен жанасқан шегіндегі беттік изотермін алу; көмір үстіндегі су ерітіндісімен БАЗ шекті адсорбциясын анықтау; адсорбенттің меншікті беткі қабатын есептеу.
Аспаптар мен ыдыстар: беттік керілуді өлшейтін аспап, әр түрлі тастар мен таразы, көлемі 50мл колбалар,құйғыш және сүзу қағазы, сыйымдылығы 25 мл бюретка мен тамшылатқыш пипетка.
Реактивтер: белсенді-активті көмір немесе басқа полярсыз сорбент, БАЗ ерітіндісі, айталық, 0,6М бутил спиртінің ерітіндісі немесе изопентил спиртінің 0,3М ерітіндісі.
Пререквизиттер:бейорганикалық химия,элементтер химиясы,органикалық химия, физикалық химия
Постреквизиттер:электрохимия негіздері, физикалық химияның зерттеу әдістері
Студенттің алдын-ала меңгеріп келуге тиісті дағдылары: Қатты адсорбенттегі ерітіндіден БАЗ адсорбциясы теорияларын меңгеріп, орындалатын жұмыстың әдістемесімен танысу.
Студенттің алдын-ала біліп келу мәліметтері: Лабораториялық жұмыста қолданылатын реактивтер туралы мәліметтер және есептерді шешуге арналған формулалары мен әдіс-тәсілдері туралы мәліметтерді білу.
Қысқаша теориялық мәлімет:
Жұмыс реті: Бір грамнан алты рет өлшеп,белсенді көмірдің алты үйіндісін жеке-жеке таза қағаздарға салады. Сосын әуелі берілген не әзірленген БАЗ ерітіндісінен сұйылту арқылы алты ерітінді әзірлейді. Мысалы:
№ кесте
| Ыдыс-колба реті | ||||||
| Берілген БАЗ ерітіндісі,мл | ||||||
| Қосылған еріткіш,мл |
Нәтижесінде көлемдері бірдей 50 мл мөлшердегі, алты түрлі таралымдағы ерітінді дайындалады. Ондағы таралым біріншіден алтыншығы қарай ылғи азаяды. Енді осы алты ерітіндінің әрқайсысын өлшегіш түтікше-пипетка көмегімен теңдей етіп,яғни 25 мл екіге бөледі. Сонда 6 жұп ерітінді шығады. Осы жұптың бірін беттік керілуді өлшеу және оның негізінде реттеуші сызбаны σ=ƒ(С) тұрғызу үшін қолданады. Беттік керілуді өлшеу әдісін оқытушының нұсқауы бойынша таңдайды және ол осындағы жұмыстың бірінде қарастырылған.беттік керілуді, бірінші жұптағы алты ерітіндінің алтыншысынан, яғни тараламы ең азынан бастап өлшейді.
Екінші жұптағы ерітінділер қатарының әрқайсысына бірдей өлшемдегі, айталық бір грамнан өлшенген қатты сорбентті салып, 1-1,5 сағат мерзімге қалдырады. Осы уақыт аралығында жүйедегі тепе-теңдік тиянақты орнауы үшін, оларды оқта-текте шайқап, араластырып тұрады. Мұнан кейін қатты адсорбентті БАЗ ерітіндісін сүзгіш қағаз арқылы сүзіп бөледі де тура жоғарыдағыдай, яғни адсорбентсіздегідей етіп әрқайсысының беттік керілуін анықтайды.
Сосын бірінші қатарындағы, яғни адсорбцияға дейінгі беттік керілуі өлшеніп, тұрғызылған реттеуші сызбасы бойынша, онымен салыстыра отырып, екінші қатардағы алты ерітінді, яғни адсорбциядан кейінгілер үшін сәйкес келетін БАЗ ерітіндісінің тепе-теңдіктегі таралымын анықтайды. Адсорбциядағы А мәнін екі теңдеу көмегімен әрбір ерітінді үшін есептеп, А-С координатынды адсорбция изотермасын тұрғызады. Алынған мәліметтерді кестеге жинақтайды.
А∞ шамасын анықтау үшін 1:А= ƒ(1:С) тәуелділігіндегі сызбаны тұрғызады.Одан табылатын А∞ мәнін пайдаланып, адсорбенттің меншікті беткі ауданын Sм есептейді және осындағы бутилді мен изопентилді спирттер үшін S0=0,3нм2 деп қабылдайды.
Көмір бетіндегі БАЗ адсорбциясын зерттеу нәтижесі:
| Реті | Адсорбцияға дейін | Адсорбциядан кейін | А,моль/г | ||||
| С0 Моль/л | F,үзілу күші | σc-r Дж/м2 | С0 Моль/л | F,үзілу күші | σc-r Дж/м2 | ||
Бақылау сұрақтары:
1. Беткі қабаттың белсенділігі мен адсорбциядағы Генри тұрақтысының арасындағы байланысты көрсетіңдер?
2. Белсенді көмір бетіндегі су ерітінділерінен адсорбцияланған кездегі алифатты спирттер мен қышқылдар молекуласының бағытталуы жайлы айтыңдар. Адсорбциялық қабаттағы молекулалардың ауданын неменемен анықтайды?
3. БАЗ ерітінділер беттік керілуінің, олардың таралымынан тәуелділігін қандай теңдеумен өрнектеуге болады? Олар қандай жағдайларда қолданылады?