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)
Сол	Vол	Cок	Vок	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.

1. 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]