Wrocław, 13.12.06r.

Grupa II:

1. Michał Październik

2. Paweł Pietrzykowski

3. Adam Pośpiech

4. Grzegorz Wiszowaty

Ćwiczenie nr 10

Adsorpcja

Cel ćwiczenia:

Wyznaczenie parametrów izoterm Freundlicha dla adsorpcji kwasu organicznego na węglu aktywnym.

Tabela 1. Przygotowane roztwory kwasu octowego w kolbach miarowych o pojemności 100 ml.

Numer roztworu	1	2	3	4	5
Kwas (ml)	30	25	20	15	10
Woda (ml)	70	75	80	85	90

Wzory:

CH₃COOH + NaOH CH₃COONa + H₂O

, gdzie x/m - ilość adsorbatu zaadsorbowana na jednostkę masy adsorbentu

k, n - stałe charakterystyczne dla układu adsorbat-adsorbent,
C₂ - stężenie kwasu po adsorpcji.

Badana zależność:

, gdzie (opis jak wyżej)

Dane:

CmNaOH=	0,1073	[mol/l]
Masa próbki węgla aktywowanego(mC)=	2,00	[g]
Objętość CH3COOH wzięta do miareczkowania (V)=	0,01	[dm^3]

VNaOH przed ads.[ml]	VNaOH po ads.[ml]	C1[mol/l]	C2[mol/l]	C1Vk-C2Vk [mol]	x/m[mol/g]
21,9	13,6	0,2350	0,1459	0,00445	0,00223
17,95	10,7	0,1926	0,1148	0,00389	0,00194
14,1	7,8	0,1513	0,0837	0,00338	0,00169
11	5,2	0,1180	0,0558	0,00311	0,00156
7,1	2,65	0,0762	0,0284	0,00239	0,00119

Gdzie V_k = 0,05 l

C₁= V_{NaOH przed ads.} x 0,1073M/10ml

C₂ = V_{NaOH po ads} x 0,1073M/10 ml

Postać liniowa izotermy Freundlicha:

Obliczenia współczynnika a (1/n) oraz b (log k) metodą najmniejszych kwadratów:

log C2(X)	log x/m (Y)	XY	X^2
-0,8359	-2,6524	2,217024	0,6987
-0,9400	-2,7111	2,5485	0,8836
-1,0773	-2,7721	2,98642	1,1606
-1,2534	-2,8080	3,519579	1,5710
-1,5462	-2,9231	4,519564	2,3906

Σx = -5,6527

Σy = -13,8668

Σxy = 15,791

Σx² = 6,7045

(Σx)² = 31,9534

a = 1/n =
= 0,3635 , stąd n = 1/a = 2,75103

b= log k =
= -2,36239, stąd k = 10^-2,36239 = 4,34x10^-3

Obliczenia:

Tabela 2. Wyniki miareczkowania mianowanym 0,1093 mol/l NaOH 10 ml objętości poszczególnych roztworów kwasu przed adsorpcją.

Numer roztworu	Wyniki miareczkowania			Stężenie kwasu (C1 [mol/l])
		Miareczkowanie I 0,1093 mol/l NaOH [ml]	Miareczkowanie II 0,1093 mol/l NaOH [ml]		Wartość średnia miareczkowania 0,1093 mol/l NaOH [ml]
1	30,25	30,30	30,275	0,3309
2	24,70	24,80	24,75	0,2705
3	20,10	20,20	20,15	0,2202
4	15,10	15,10	15,10	0,1650
5	10,15	10,10	10,175	0,1109

Tabela 3. Wyniki miareczkowania mianowanym 0,1093 mol/l NaOH 10 ml objętości poszczególnych roztworów kwasu po adsorpcji.

Numer roztworu	Wyniki miareczkowania					Stężenie kwasu (C2 [mol/l])
		Miareczkowanie I 0,1093 mol/l NaOH [ml]		Miareczkowanie II 0,1093 mol/l NaOH [ml]			Wartość średnia miareczkowania 0,1093 mol/l NaOH [ml]
1	23,65	23,70		23,675		0,2588
2	18,50	18,60		18,55		0,2028
3	14,50	14,40		14,45		0,1579
4	10,50	10,50		10,50		0,1148
5	5,90	5,90		5,90		0,06449

Tabela 4. Ilość moli kwasu (adsorbatu) zaadsorbowana na jednostke masy węgla aktywnego (adsorbentu).

Numer roztworu	Ilość moli CH3COOH zaadsorbowanych na węglu aktywowanym (C1V-C2V)	mC [g]	x/m [mol/g]
1	0,000721	2	0,000361
2	0,000677	2	0,000339
3	0,000623	2	0,000312
4	0,000502	2	0,000251
5	0,000464	2	0,000232

Tabela 5. Parametry równania regresji.

Xi	Yi		Xi*Yi		Xi2
-0,5870	-3,4425		2,020866		0,344611
-0,6929	-3,4698		2,404336		0,480155
-0,8016	-3,5058		2,810348		0,642591
-0,9401	-3,6003		3,384516		0,883709
-1,1905	-3,6345		4,326914		1,417308
=			-4,2122		=			17,742219
=			-17,6530		=			18,841873
=			74,734903

=	-4,2122	=	-17,6530
=	14,946981	=	17,742219
=	3,768375	=	18,841873

a=	0,3436
b=	-3,2411
r=	0,9678

Błędy pomiaru

Błąd a=	0,1032
Błąd b=	0,0896

Wykres zależności lg(x/m)=f(lgC₂)

Podsumowanie (Parametry izotermy Freundlicha):

, gdzie x/m - ilość adsorbatu zaadsorbowana na
jednostkę masy adsorbentu,
k, n - stałe charakterystyczne dla układu adsorbat-adsorbent,
C₂ - stężenie kwasu po adsorpcji.

Z powyższej zależności, przedstawiającej postać liniową izotermy Freundlicha możemy wywnioskować:

,

gdzie a,b - współczynniki regresji liniowej

a=	0,3436
b=	-3,241
Δa=	0,1032
Δb=	0,0896

po uwzględnieniu błędu

---