OPRACOWANIE WYNIKÓW

1. Wykreślenie krzywej wzorcowej A=f(c₀) na podstawie zmierzonej absorbancji roztworów roboczych.(wykres dołączony do opracowania)

nr próbki	1	2	3	4	5
ilość [ml]	1	2	4	8	10
A	0,065	0,150	0,255	0,510	0,660

2. Wyniki obliczeń zestawione w tabelach.

• Obliczenie stężeń początkowych C₀ (przed adsorpcją) roztworów roboczych.

• stężenie roztworu podstawowego wynosi 1,2·10^-4M

• stężenia kolejnych roztworów umieszczono w tabeli

nr próbki	1	2	3	4	5
C0 [mol/dm^3]	1,2·10^-5	2,4·10^-5	4,8·10^-5	9,6·10^-5	1,2·10^-4

• Obliczenie stężeń po adsorpcji C (na podstawie pomiarów absorbancji próbek oraz wcześniej wykonanej krzywej wzorcowej)

- stężenie C [mol/dm³] odczytane z wykresu wzorcowego (oraz sprawdzona na podstawie regresji liniowej krzywej wzorcowej o równaniu y=5393,5x+0,0037)

nr próbki	1	2	3	4	5	6
A	0,325	0,05	0,06	0,045	0,05	0,125
C [mol/dm^3]	0,595·10^-4	0,085·10^-4	0,104·10^-4	0,076·10^-4	0,085·10^-4	0,224·10^-4
Stężenie wyjściowe jest równe dla wszystkich próbek i wynosi Cw= 1,2·10^-4[mol/dm^3]
x (Cw-C)	0,605·10^-4	1,115·10^-4	1,096·10^-4	1,124·10^-4	1,115·10^-4	0,976·10^-4
m [g]	0,009	0,010	0,0226	0,046	0,075	0,095
x/m	0,006722	0,1115	0,04849	0,02443	0,01486	0,01027
lgC	-4,225483	-5,070581	-4,982967	-5,119186	-5,070581	-4,649752
lg(x/m)	-2,172501	-0,952725	-1,314348	-1,612077	-1,827981	-1,98843

3. Wykonano wykresy funkcji x/m=f(C) oraz w podwójnie logarytmowanym układzie współrzędnych lg(x/m)=φ(lgC) i graficznie wyznaczono stałą 1/n.

• wyniki pomiarów znacznie odbiegają od oczekiwanych, dlatego do dalszych obliczeń wykorzystam tylko 3 i 4 próbę

x=-5,119186-(-4,982967)=-0,126219

y=-1,612077-(-1,314348)=-0,297724

tgα=y/x

tgα=-0,297724/-0,136219=2,1856

tgα=2,1856

tgα=1/n =>n=1/tgα

=>n=0,457

4. Podstawiamy 1/n do równania logarytmicznego, wyznaczamy lgk dla 2 prób oraz wartość średnią lgk.

nr	lgk	k
3	9,57692297	10^9,6
4	9,57692784	10^9,6

Wartość średnia lgk=9,576925405

przykładowe obliczenia (dla3);

5. Wyznaczamy wartości współczynników n i k drugą metodą - najmniejszych kwadratów i formułujemy równanie adsorpcji.

• przy pomocy programu Excel obliczam regresję liniową (dla prób 3 i 4), która wynosi

y=2,1857x+9,5767

y=ax+b

• współczynnik kierunkowy (a) prostej równa się odwrotności stałej n

2,1857=1/n => n=0,457

• punkt przecięcia prostej z osią rzędnych (b) wyznacza wartość lgk

lgk=9,5767

• ostateczne równanie adsorpcji

WNIOSKI

Celem ćwiczenia było wyznaczenie współczynników izotermy adsorpcji Freundlicha. Jednak przy ich wyznaczaniu zostały pominięte niektóre pomiary ze względu na ich dużą rozbieżność oraz znaczną niezgodność z teoretycznym modelem co jest bardzo widoczne na wykresie
na którym została specjalnie pokazana linia trendu według której powinna przebiegać prosta. Błędne wyniki są najprawdopodobniej spowodowane niedokładnością pomiaru bądź to odważek węgla bądź absorbancji (roztworów po adsorpcji) przy pomocy spektrofotometru. W drugim przypadku możliwe jest również, iż po wcześniejszym wyskalowaniu spektrofotometru (do pomiarów absorbancji roztworów roboczych), nastąpiło rozregulowanie przyrządu.

Współczynniki n i k wyznaczone zarówno metodą graficzną jak i metodą najmniejszych kwadratów są identyczne z czego wynika, że obie metody są jednakowo efektywne i pozwalają osiągnąć jednakowe wyniki. Obliczenie wyżej wspomnianych współczynników na podstawie wszystkich pomiarów byłoby obarczone bardzo dużymi błędami oraz niezgodne z teoretycznymi założeniami - dlatego zostały one pominięte.

Bardzo ważnym wnioskiem z ćwiczenia jest fakt iż na wyniki ogromny wpływ ma dokładność wykonania pomiarów oraz duża czystość przyrządów pomiarowych. Każde niewielkie odstępstwo od tych czynników może spowodować duże zmiany w wynikach i trudności w obliczeniach.

3