Zespół „J” 10 maja 2007r. Marta Stążecka Łukasz Szlendak

4.1
Adsorpcja kwasu octowego na węglu aktywowanym.

Część teoretyczna

Adsorpcja jest to proces zachodzący na granicy dwóch faz, polegający na powierzchniowym związaniu cząstek adsorbatu (najczęściej cieczy lub gazu) przez adsorbent (najczęściej cząstki ciała stałego); rodzaje:

- fizyczna (a. właściwa, spowodowana działaniem sił międzycząsteczkowych Van der Waalsa);

- chemiczna (chemisorpcja, a. aktywowana, spowodowana udziałem sił wiązania chemicznego);

- kondensacyjna (kondensacja kapilarna, polegająca na takim zagęszczeniu par lub gazów w porach adsorbentu, że następuje ich skroplenie); a. jonowymienna i adhezja; odrębnym rodzajem a. jest gromadzenie się cząstek adsorbatu na powierzchni cieczy, powodujące obniżenie jej napięcia powierzchniowego; adsorbcja zależy m.in. od warunków, w jakich zachodzi (temp., ciśn., stężenie), rodzaju adsorbentu i adsorbatu; proces adsorbcji przebiega z wydzieleniem ciepła i może być odwracalny; adsorbcja znajduje liczne zastosowania, np. w procesach oczyszczania i osuszania gazów, rozdzielania mieszanin gazowych i ciekłych, oczyszczania wody, flotacji, chromatografii, w maskach gazowych; jest procesem wstępnym, umożliwiającym heterogeniczne reakcje katalityczne (sorpcja).

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodą oznaczania adsorpcji z roztworów oraz ze sposobami wyznaczania współczynników adsorpcji k i n w równaniu izotermy Freundlicha w roztworach rozcieńczonych.

Przebieg ćwiczenia

1. W sześciu ponumerowanych kolbach stożkowych o pojemności 250 cm³ każda przygotowujemy roztwory kwasu octowego o różnych stężeniach - od 0,02 do ok. 0,5 mol/ dm³

2. Do każdej kolby dodajemy cylindrem miarowym po 200 cm³ wody destylowanej dokładnie mieszamy

3. Stężenie roztworów oznaczamy poprzez miareczkowanie roztworem NaOH

4. Po obliczeniu stężenia każdego z 6 przygotowanych roztworów odważamy po 1g węgla aktywowanego i przenosimy do 6 czystych ponumerowanych butelek

5. Do każdej z ponumerowanych butelek z węglem wlewamy po 100 cm³ roztworu z odpowiednich kolb z roztworem kwasu.

6. Zakrywamy butelki korkami szlifowymi i wytrząsamy przez 20 min.

7. Przesączamy zawartość butelek do 6 czystych, ponumerowanych kolb stośkowych

8. Z otrzymanych przesączów pobieramy pipetą odpowiednie objętości roztworów zgodnie z instrukcją ze skryptu i miareczkujemy roztworem NaOH wobec fenoloftaleiny

9. Wyniki miareczkowań zestawiamy w tabeli

10. Obliczamy molowe stężenie powierzchniowe.

Uzyskane wyniki oraz ich interpretacja

Tabela 1Zestawienie uzyskanych wyników

Numer roztworu	Objętość NaOH [dm3]		Objętość CH3COOH [dm3]	Stężenie CH3COOH [mmol/dm3]		a [mmol/g]	loga	logcr	loga
		przed adsorbcją		po adsorbcji						przed adsorbcją	po adsorbcji
1	0,0098	0,0053	0,04	24,57	13,29	11,28	1,052	1,124	1,052
2	0,0168	0,0105	0,04	42,13	26,33	15,80	1,199	1,420	1,199
3	0,0196	0,0137	0,025	78,64	54,96	23,67	1,374	1,740	1,374
4	0,0273	0,0211	0,02	136,91	105,82	31,09	1,493	2,025	1,493
5	0,0199	0,016	0,01	199,60	160,48	39,12	1,592	2,205	1,592
6	0,0133	0,0111	0,005	266,80	222,67	44,13	1,645	2,348	1,645

Wnioski

• Z obliczeń wynika, że na węglu aktywowanym zostało zaadsorbowane nawet do 33% kwasu octowego co dało nam ogólny obraz wydajności tego procesu.

• Obliczone wartości obarczone są pewnymi błędami, które w dalszych etapach przebiegu doświadczenia nakładają się na siebie. Wynikają one głównie z niedoskonałości zmysłów obserwatora (np. wyznaczanie dokładnego stężenia roztworu poprzez miareczkowanie).

---