Работа 39. Очистка коллоидных растворов и суспензий от электролитов методом электродиализа

Электродиализатор, применяющийся в данной работе, состоит из трех П-образных рам и двух сплошных крайних пластин, скрепленных болтами. Мембраны вставляют между двумя резиновыми прокладками, вырезанными по форме рам. Катодом служит никелевая пластина, анодом – графит. Диализатор хранят заполненным водопроводной водой, чтобы не допустить пересыхания ионитовых мембран. Поэтому, подняв крышку диализатора на мешалке, необходимо вылить в раковину содержимое всех камер диализатора. Затем, используя мерный цилиндр, в среднюю камеру наливают 300 мл раствора KCl, полученного в лаборантской и подлежащего очистке от электролита; боковые электродные камеры заполняют дистиллированной водой по уровню средней камеры диализатора.

Перед заполнением средней камеры рабочим раствором определяют исходную концентрацию электролита. Раствор KCl (5 мл), взятый из конической колбы с задачей, по желанию разбавляют водой и титруют 0,01 М раствором AgNO₃ в присутствии индикатора K₂CrO₄ (метод Мора). Все отходы от титрования сливают в темные банки с надписью “слив Ag”. Найденную концентрацию задачи проверяют в лаборантской (в нашем случае объем нитрата серебра, пошедший на титрование, равен 8.2 мл; тогда = 1.64^.10^-2 М = 16.4 ммоль/л).

После сборки установки проверяют правильность подключения электродов у преподавателя и следят, чтобы лопасти мешалки находились примерно по центру камеры с электролитом, затем пропускают постоянный ток. Далее через каждые 15 минут, не выключая ток и мешалку, и отмечая одновременно показания амперметра, производят отбор одной пробы пипеткой из средней камеры диализатора. Титруют аликвоту точно так же, как и исходный раствор. Экспериментальные данные заносят в таблицу 39.1.

Таблица 39.1.

Для вычисления прошедшего количества электричества в А^.ч берут среднюю силу тока , соответствующую промежуткам времени между соседними измерениями, и умножают на время Dt в часах, т.е. в случае проб, берущихся через каждые 15 мин, на 0,25. Чтобы рассчитать количество электричества за все время опыта, суммируют значения Q за Dt к данному моменту опыта.

Строят график (рис. 39.1), на котором по оси абсцисс откладывают количество прошедшего электричества от начала опыта (в А^.ч), а по оси ординат – концентрацию раствора в средней камере в момент взятия проб, причем на оси ординат отмечают концентрацию исходного раствора.

Рис.39.1. Зависимость концентрации раствора в средней камере диализатора

от количества прошедшего электричества.

Кажущийся выход по току h_каж вычисляют по уравнению , где c₀ и c_t –концентрации раствора до и после электродиализа, М; V – объем раствора в средней камере диализатора, л; I – сила тока, А; t – длительность электродиализа, сек.

Если количество прошедшего электричества Q выражать в А×ч, объем раствора V – в л, концентрацию c₀ и c_t – в ммоль/л, то = . В нашем случае = 52.4%. Чем больше величина кажущегося выхода по току, тем эффективнее процесс электродиализа.