Зразок картки контролю знань. 1.Теорія і рівняння адсорбції Ленгмюра

1.Теорія і рівняння адсорбції Ленгмюра.

(Варіанти: рівняння Фрейндліха, рівняння Гіббса, теорія БЕТ).

2. За рівнянням Фрейндліха обчислити рівноважну концентрацію етанової кислоти, якщо 1г вугілля адсорбує 3,76ммоль СН₃СООН. Константи: К=2,82; n=2,44.

3. Активна площа поверхні 1г силікагелю складає
465 м². Скільки молекул брому поглинається 1 см² поверхні адсорбенту при адсорбції 5 мг брому на 10 г силікагелю.

4. Обчислити величину адсорбції Гіббса розчину етанової кислоти при 15 ºС концентрацією 0,12 моль/л, якщо його поверхневий натяг 70,9 мДж/м², а поверхневий натяг води – 73,6 мДж/м².

ХІД РОБОТИ

Із вихідного розчину етанової кислоти концентрацією 0,4 моль/л методом розбавлення водою приготуйте такі розчини у колбах ємністю 100 мл.

Досліджувані розчини

Компоненти	Розчин №1	Розчин №2	Розчин №3	Розчин №4	Розчин №5
CH₃COOH,мл Н₂О, мл			5,0	12,5 17,5	1,0 19,0

Із кожної колби відберіть піпеткою по 5 мл відповідного розчину і відтитруйте їх розчином лугу в присутності фенолфталеїну, визначаючи концентрацію вихідних розчинів. Розчини перших трьох колб титрують 0,2 н розчином NaOH, а 4 і 5 колбу – 0,02 н NaOH.

У кожну з колб, в яких міститься по 15 мл розчину, внесіть по 0,5 г активованого вугілля і витримайте їх протягом 15-20 хв., періодично перемішуючи. Після цього вміст всіх колбочок профільтруйте у 5 сухих колб. Із кожного фільтрату відберіть піпеткою по 5 мл розчину і відтитруйте їх, як і в випадку вихідних розчинів, розчини № 1, 2 і 3 – 0,2н NaOH, а № 4 і 5 – 0,02н NaOH до одержання слаборожевого забарвлення фільтрату, яке не зникає.

За даними титрування визначіть концентрації кислоти у кожній колбочці до адсорбції (С^о_к) і після адсорбції (С´_к) за формулою:

С_к·V_к = С_л·V_л

де С_к,С_л – відповідно концентрації лугу і кислоти, моль/л.

V_к – об’єм кислоти, взятої на титрування, мл

V_л – об’єм лугу, затраченого на титрування, мл

Так як об’єм розчину, з якого проводилась адсорбція

15 мл, то кількість адсорбованої кислоти на одиницю маси адсорбента в ммоль/г обчисліть за формулою:

- де х - кількість адсорбованої кислоти.

- 1000 – коефіцієнт переводу моль в ммоль

- m – маса адсорбента.

Результати занесіть у таблицю.

Результати досліджень

№ дос.	До адсорбції	Після адсорбції			lg(C′_к· ·1000)
С^о_л	V^о_л	C^о_к	V^о_к	С′_л	V′_л	C′_к	V′_к
	0,2 0,2 0,2 0,02 0,02

Так як виражається в ммоль/г, то і C′_к необхідно виражати

в ммоль/л (C′_к·1000).

ЗВІТ ПРО РОБОТУ.

1. Використовуючи одержані дані, побудуйте графік в координатах - lg(C′_к·1000); та графічно визначіть величини lg K i n.

Запишіть рівняння адсорбції, підставивши конкретні значення n i K.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

Завдання І

За рівнянням Фрейндліха обчисліть рівноважну концентрацію етанової кислоти, якщо активоване вугілля масою m (г) адсорбує х (ммоль) СНзСООН.

№	m	х	Константи рівняння Фрейндліха	№	m	х	Константи рівняння Фрейндліха
К	n	К	n
			2,82	2,44			1,8	2,76	2,39
		2,5	2,63	2,35			2,6	2,58	2,14
		2,6	2,87	2,49			2,5	2,64	2,23
		2,4	2,95	2,59			2,9	2,88	2,46
		2,1	2,45	2,06			2,5	3,00	2,50
		2,6	2,56	2,26			2,1	2,93	2,49
		2,9	2,67	2,40			1,5	2,57	2,09
		1,6	2,85	2,45				2,54	2,10

Завдання II

Обчислити величину адсорбції Гіббса розчину речовини А при t (°С) концентрацією с (моль/л), якщо його поверхневий натяг σ (мДж/м²), а поверхневий натяг води σ ° (мДж/м²).

№	А	t°	с,	σ	σ°
	СН₃СООН		0,06	70,0	74,2
	СН₃СООН		0,25	66,8	73,48
	СН₃СООН		0,5	63,3	72,75
	СН₃СООН		1,0	59,2	71,96
	СН₃СООН		0,05	71,4	74,2
	СН₃СООН		0,08	68,2	73,48
	СН₃СООН		0,06	69,5	72,75
	СН₃СООН		0,07	68,0	71,96
	С₄Н₉ОН		0,008	70,7	74,2
	С₄Н₉ОН		0,016	69,2	73,48
	С₄Н₉ОН		0,06	61,5	72,75
	С₄Н₉ОН		0,25	46,5	71,96
	С₄Н₉ОН		0,05	69,0	74,2
	С₄Н₉ОН		0,08	63,2	73,48
	С₄Н₉ОН		0,06	57,2	72,75
	С₄Н₉ОН		0,07	50,1	71,96

Завдання ІІІ

а) Активна площа поверхні одного грама адсорбенту силікагелю складає 465 м². Скільки молекул хлору поглинається площею S (см²) адсорбента при адсорбції на силікагелі масою m (г), х (мг) хлору.

№	S	m	х	№	S	m	х

б) Активна площа поверхні одного грама активованого вугілля складає 1000 м. Скільки молекул хлору поглинається площею S (см²) адсорбента при адсорбції на активованому вугіллі масою m (г), х (мг) хлору.

№	S	m	х	№	S	m	х

21 ВИЗНАЧЕННЯ ПОРОГУ КОАГУЛЯЦІЇ

КОЛОЇДНИХ РОЗЧИНІВ

(лабораторна робота)

Програмні питання

1. Стійкість дисперсних систем: кінетична і агрегативна.

2. Теорія стійкості дисперсних систем.

3. Коагуляція під дією електролітів і інших факторів. Коагуляція і дзета-потенціал.

4. Кінетика коагуляції.

5. Роль явищ стійкості і коагуляції дисперсних систем у природі.

Література

[20], [22], [23], [24]