Kwiecień Marcin

Bejm Aleksandra

NAPIĘCIE POWIERZCHNIOWE

1.Cel ćwiczenia

1. Wyznaczenie izotermy napięcia powierzchniowego wodnych roztworów alkoholu n-butylowego σ = f ( c ).

2. Na podstawie wyznaczonej izotermy napięcia powierzchniowego oraz równania Gibbsa obliczenie i porównanie izoterm adsorpcji tego alkoholu na powierzchni granicznej roztwór wodny alkoholu - powietrze oraz na powierzchni węgla aktywnego.

3. Sprawdzenie stosowalności równań Freundlicha i Langmuira do opisu obydwu procesów adsorpcji alkoholu n-butylowego i wyznaczenie stałych współczynników tych równań.

2.Opracowanie wyników

Wysokości słupa cieczy roztworu alkoholu n-butylowego przed (h1) i po (h2) adsorpcji.

roztwór

h 1

h 1

h 1

h 1 śred cm

h 2

h 2

h 2

h 2 śred cm

3

75,5

76,5

74,5

75,50

85

85

85,5

85,17

4

72

74

75

73,67

83

85

84,5

84,17

5

61,5

63

62,5

62,33

80,5

79,5

81

80,33

6

51,5

52,5

52,5

52,17

76,5

77,5

77

77,00

7

45,5

44,5

44

44,67

63

62

63

62,67

8

35

35

34,5

34,83

55



56

56,00

9

27,5

29

29

28,50

44

46

45,5

45,17

Wysokość słupa wody destylowanej = 86,5 cm

Nr kolbki

Stezenie alkoholu n-butylowego w otrzymanym roztworze

Napiecie powierzchniowe roztworu przed adsorpcja

Oliczenia ilosci alkoholu zaadsorowanego na powierzchni roztwor-powietrze

Napiecie powierzchniowe roztworu po adsorpcji na weglu aktywnym

Stezenie alkoholu n-butylowego w otrzymanym roztworze po adsorcji na weglu aktywnym

Ilosc alkoholu n-butylowego zaadsorowanego przez 1 g wegla aktywnego

 

c₁

_

x₁

_

c₂

x₂

 

mol/l

10^-3 N/m

mol/m²

10^-3 N/m

mol/l

mol/g

3

0,03

0,063

3,76E-06

0,071

0,0334

2,86128E-05

4

0,05

0,061

4,39E-06

0,070

0,0571

2,82768E-05

5

0,1

0,052

8,26E-06

0,067

0,1288

2,69889E-05

6

0,15

0,043

1,17E-05

0,064

0,2214

2,58691E-05

7

0,25

0,037

1,43E-05

0,052

0,3507

2,10536E-05

8

0,375

0,029

1,77E-05

0,047

0,6028

1,88139E-05

9

0,5

0,024

1,98E-05

0,038

0,7923

1,51743E-05

SPRAWDZENIE STOSOWALNOŚCI RÓWNANIA FREUNDLICHA

Izoterma Freundlicha:

x - liczba moli substancji zaadsorbowanej przez 1 gram adsorbentu

c - stężenie kwasu w stanie równowagi adsorpcyjnej

k,n - parametry zależne od temperatury, charakterystyczne dla adsorbentu i adsorbatu

Izoterma Freundlicha po zlogarytmowaniu:

Wartosci k i n odczytane z wykresow Freudlicha:
Dla adsorpcji na granicy roztwor powietrze:
lg k=	-4,726		k=	1,87932E-05
n =	-0,1437
Dla adsorbcji na weglu aktywnym
lg k=	-4,446		k=	3,58096E-05
n =	0,655

SPRAWDZENIE STOSOWALNOŚCI RÓWNANIA LANGMUIRA

Izoterma Langmuira :

gdzie:

- stopień pokrycia powierzchni

x - liczba moli substancji zaadsorbowanej przez jednopstkową masę adsorbentu w stanie pełnego

obsadzenia jego powierzchni warstwą jednocząsteczkową

x_o - liczba moli substancji zaadsorbowanej przez jednostkową masę adsorbentu z fazy o równowagowym stężeniu molowym c

k - stała zależna od temperatury

Przekształcona izoterma Langmuira :

Wartosci k i n odczytane z wykresow Langmuira:
Dla adsorpcji na granicy roztwor powietrze:
1/xo=	7255,4		xo=	0,00014
k/xo=	45133		k=	6,22061
Dla adsorbcji na weglu aktywnym
1/xo=	-50,48		xo=	-0,019809826
k/xo=	51235		k=	-1014,956418

Niepewność pomiarowa napięcia powierzchniowego:

3.Wnioski

Adsorbcja na granicy faz powietrze-alkohol n-butylowy ma charakter adsorbcji dodatniej powoduje, bowiem obniżenie napięcia powierzchniowego

Adsorbcja na granicy faz węgiel aktywny-alkohol n-butylowy jest również przypadkiem adsorbcji dodatniej a wiąże się to z dezaktywacja uaktywnionych grup funkcyjnych istniejących na rozwiniętej powierzchni węgla aktywnego przez adsorbowany alkohol n-butylowy

Nie możemy przypisać dużych rozbieżności błedom maksymalnym przyrządów pomiarowych.Przyczyny rozbieżności można doszukiwać sie w stężeniu roztworów po adsorpcji.Prawdopodobnie nie były one przeprowadzone do stanu równowagi.Następnie błędy mogą wynikać z przypadkowych błędów proceduralnych podczas adsorpcji.

---