16 opracowanie


Paweł Tecmer

2004-12-17

ĆWICZENIE NUMER 16

WYZNACZANIE IZOTERMY ADSORPCJI FREUNDLICHA

6. Opis wykonania ćwiczenia:

Tabela 1

numer butelki

masa krokodylka z węglem [g]

masa pustego krokodylka [g]

masa węgla [g]

1

29,9081

28,9080

1,0001

2

29,9089

28,9083

1,0006

3

29,9089

28,9087

1,0003

4

29,9089

28,9090

0,9999

5

29,9089

28,9087

1,0002

-roztwór pierwszy: 50,0 cm3

-roztwór drugi: 25,0 cm3

-roztwór trzeci: 13,0 cm3

-roztwór czwarty:7,0 cm3

-roztwór piąty: 3,5 cm3

Tabela 2

objętość titranta[cm3]

Roztwór

1

2

3

4

5

V1

11,40

5,90

5,60

3,20

1,70

V2

11,60

5,80

5,60

3,15

1,70

V3

11,60

5,90

5,40

3,20

1,80

Vśr

11,53

5,87

5,53

3,18

1,73

Tabela 3

objętość titranta[cm3]

Roztwór

1

2

3

4

5

V1

8,80

4,15

3,05

1,10

0,20

V2

9,00

4,20

3,10

1,00

0,15

V3

8,90

4,20

3,15

1,05

0,20

Vśr

8,90

4,18

3,10

1,05

0,18

7. Obliczenia:

-stężenie NaOH, które było użyte do miareczkowania - 1.0066 mol/ dm­­­­­­­3

-masa molowa CH3COOH - 60,0524 g/mol

I. Obliczam stężenia roztworów kwasu octowego przed adsorpcją. Mając daną objętość zużytego podczas miareczkowania NaOH i jego stężenie mogę obliczyć liczbę moli zasady, przekształcając wzór na stężenie:

0x01 graphic
, gdzie n - liczba moli, V - objętość [dm3], C - stężenie [mol/dm3]

n=c*V

Ponieważ w punkcie równoważnikowym liczba moli kwasu jest równa liczbie moli zasady nz=nk. Mając daną liczbę moli kwasu octowego nk i jego objętości można obliczyć jego stężenie dla poszczególnych roztworów przed adsorpcją:

roztwór

n[mol]

V[dm3]

1

0,001229453

0,005

2

0,000589853

0,005

3

0,000625387

0,01

4

0,000339343

0,01

5

0,000184773

0,01

stężenie[mol/dm3]

c01

0,2459

c02

0,1180

c03

0,0625

c04

0,0339

c05

0,0185

II. Obliczam stężenia kwasu octowego po adsorpcji. Obliczenia wykonuję w ten sam sposób jak poprzednio, z tym ,że do obliczeń biorę objętości NaOH zużyte podczas miareczkowania po adsorpcji.

roztwór

n[mol]

V[dm3]

1

0,00094874

0,005

2

0,000445943

0,005

3

0,00033046

0,01

4

0,00011193

0,01

5

1,95433E-05

0,01

stężenie[mol/dm3]

c1

0,1897

c2

0,0892

c3

0,0330

c4

0,0112

c5

0,0020

III.Obliczam adsorpcję kwasu octowego z poszczególnych roztworów, roztworów przeliczeniu na jednostkę masy węgla, zgodnie z ze wzorem:

0x01 graphic
, gdzie x -liczba gramów zaadsorbowanego kwasu, masa węgla aktywnego, V - objętość roztworu [dm3], c0 - stężenie początkowe CH3COOH, c - stężenie CH3COOH po adsorpcji, M - masa molowa CH3COOH.

Wyniki przedstawione są w tabeli 4:

Tabela 4

nr roztworu

stężenie kwasu [mol/dm3]

masa węgla aktywnego [g]

adośw [g/g]

log adośw

log crówn

ateotet [g/g]

c0

crówn

1

0,2459

0,2459

1,0001

0,1350

-0,8697

-0,7219

0,1071

2

0,1180

0,1180

1,0006

0,0691

-1,1603

-1,0496

0,0899

3

0,0625

0,0625

1,0003

0,0708

-1,1497

-1,4815

0,0714

4

0,0339

0,0339

0,9999

0,0545

-1,2633

-1,9508

0,0556

5

0,0185

0,0185

1,0002

0,0396

-1,4020

-2,6990

0,0373

IV. Metodą najmniejszych kwadratów obliczam wartości stałych k i n z równania izotermy Freundlicha. Korzystam w tym celu z postaci logarytmicznej równania:

0x01 graphic
, przy czym log0x01 graphic

log(k)=

-0,8034

k=

0,1572

1/n=

0,2313

n=

4,3232

Obliczeń dokonałem przy pomocy arkusza kalkulacyjnego.

IV. Obliczam współczynnik korelacji prostoliniowej, odchylenie standardowe oraz przedziały ufności dla stałych k i n.

Wsp. Korel. Prostolin.=

0,9187

ocena statystyczna dla k

Średnia

0,1592

Błąd standardowy

0,0124

Mediana

0,1559

Odchylenie standardowe

0,0278

Wariancja próbki

0,0008

Kurtoza

1,4086

Skośność

0,0713

Zakres

0,0774

Minimum

0,1209

Maksimum

0,1983

Suma

0,7961

Licznik

5,0000

Największy(1)

0,1983

Najmniejszy(1)

0,1209

Poziom ufności(95,0%)

0,0345

ocena statystyczna dla n

Średnia

3,992366182

Błąd standardowy

0,355334851

Mediana

4,259713833

Odchylenie standardowe

0,710669703

Wariancja próbki

0,505051426

Kurtoza

3,518602317

Skośność

-1,829257163

Zakres

1,567539503

Minimum

2,94124878

Maksimum

4,508788283

Suma

15,96946473

Licznik

4

Największy(1)

4,508788283

Najmniejszy(1)

2,94124878

Poziom ufności(95,0%)

1,130835146

8. Wnioski

Wyznaczanie izotermy Freundlicha na postawie ilości gram kwasu zaadsorbowanego przez jednostkę adsorbentu(węgla aktywnego) jest metodą stosunkowo dokładną. Wyznaczona teoretycznie krzywa jest zbliżona do punktów doświadczalnych, a jej kształt przypomina empirycznemu równaniu izotermy adsorpcji Freundlicha. Jak widać na wykresie numer 2 tylko dwa ostatnie punkty doświadczalne nie leżą bezpośrednio na krzywej. Na wykresie tym punkty doświadczalne zostały oznaczone ,,małym krzyżykiem'', a przez punkty teoretyczne przechodzi krzywa.

Na wykresie numer 1 została wykreślona prosta, przedstawiająca zależność: log a = f(log crówn.). Otrzymana prosta znajduję się w III ćwiartce układu współrzędnych, ponieważ wartości pod logarytmem są mniejsze od jedności. Gdyby pomiary zostały wykonywane dla większych stężeń, wówczas otrzymana krzywa była w I ćwiartce układu współrzędnych, czyli w takiej postaci jak jest w podręcznikach do chemii fizycznej. Prosta ta została wykreślona z punktów doświadczalnych przy użyciu metody najmniejszych kwadratów. Wartość stałej k wynosi 0,1572 0x01 graphic
0,0345, natomiast stałej n wynosi 4,3232 0x01 graphic
1,1308 (po odpowiednich przekształceniach matematycznych). Współczynnik korelacji prostoliniowej wynosi 0,9187 co świadczy o tym, że pomiary zostały dokonane poprawnie.

Za pomocą ćwiczenia 16 można w prosty i łatwy sposób wyznaczyć izotermę adsorpcji Freundlicha z dużą dokładnością.

Obliczenia zostały przeprowadzone w arkuszu kalkulacyjnym. Znajdują się one na dyskietce zamieszczonej do sprawozdania.

Obliczenia statystyczne zostały wykonane w arkuszu kalkulacyjnym.

5



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Zestaw 16, Opracowane zagadnienia na egzamin
16 opracowanie rzutowanie metoda najmniejszych kwadratow
16 opracowanie
ćw 16 opracowanie doc
16 opracowanie
opracowanie pytań z dyżurów PPM 16
Opracowanie zagadnien z?TONU 16
HLP - barok - opracowania lektur, 16. Stanisław Herakliusz Lubomirski, Rozmowy Artaksesa i Ewandra (
Opracowanie 16
16.CYKL KOMÓRKOWY I JEGO REGULACJA, studia-biologia, Opracowane pytania do licencjatu
badania fizykalne 16, Pielęgniarstwo, rok II, badania fizykalne, opracowania
16. Konstytucja Angielska, ► OPRACOWANIE ZAGADNIEŃ [2013-14]
1-16 {7}, EIT, FPGA, Opracowane pytania do zaliczenia wykładu
Opracowane pytania EMC, Tematy na pierwszy sprawdzian z EMC - 16 o3 98
16. Rodzaje składowisk i rozwiązania konstrukcyjne, Opracowane pytania na egzamin
Opracow. pyt 9 16 obrobka, ZiIP, Obróbka skrawaniem 2
nanopolimery 14-16, studia, nano, 2rok, 3sem, nanomateriały polimerowe, wykład, opracowanie zagadnie

więcej podobnych podstron