Nr i tytuł ćwiczenia: Ćwiczenie 4-1 Adsorpcja kwasu octowego na węglu aktywowanym
Imię i nazwisko osoby prowadzącej ćwiczenia: dr inż. Bożena Parczewska-Plesnar
Data wykonania ćwiczenia
26.03.2013
Uwagi prowadzącego

1.CEL ĆWICZENIA

2.WSTĘP TEORETYCZNY

3.WYKONANIE ĆWICZENIA

• Aparatura:

12 kolb stożkowych 250cm³, 6 butelek z korkiem szlifowym na 500cm³, pipety na: 5, 10, 15, 20, 25 cm³, zlewka, cylinder miarowy na 250cm³, biureta, 6 lejków ilościowych, łódeczka aluminiowa do ważenia, statyw, wytrząsarka mechaniczna

• Odczynniki i materiały:

Węgiel aktywowany, fenoloftaleina, roztwór kwasu octowego (2 mol/dm³), roztów NaOH (0,1003mol/dm³)

Przygotowanie roztworów i wyznaczenie stężeń

1. Do sześciu ponumerowanych kolb stożkowych wlano za pomocą biurety następujące ilości roztworu kwasu octowego: 2, 4, 8, 15, 25, 40 cm³. Następnie do każdej kolby dodano za pomocą cylindra miarowego po 200cm³ wody destylowanej i dokładnie wymieszano. W ten sposób przygotowano sześć roztworów o różnych stężeniach.

2. W celu dokładnego określenia stężeń przeprowadziłyśmy miareczkowanie przygotowanych roztworów za pomocą roztworu NaOH (0,1mol/dm³ ) wobec fenoloftaleiny. Odmierzyłyśmy z do czystych kolb stożkowych (ponumerowanych) za pomocą pipet następujące objętości przygotowanych roztworów:

z kolby nr1 – 40cm³ ; nr2 – 40cm³; nr3 – 25cm³; nr4 – 20cm³; nr5 – 10cm³; nr6 – 5cm³

1. Ilości zużytej zasady wpisałyśmy do tabeli pomiarowej.

Wytrząsanie roztworów z węglem aktywowanym i oznaczenie stężeń po adsorpcji

1. Do sześciu kolejno ponumerowanych butelek ( 250 cm³ ) wsypałyśmy po 1g węgla aktywowanego uprzednio odważając na wadze technicznej.

2. Następnie do każdej butelki wlałyśmy za pomocą cylindra miarowego po 100cm³ odpowiadających zgodnie z numeracją przygotowanych wcześniej roztworów kwasu octowego o określonych stężeniach.

3. Butelki zamknęłyśmy dokładnie i umieściłyśmy w wytrząsarce mechanicznej na około 20 minut.

4. Po osiągnięciu stanu równowagi zawartość butelek przesączyłyśmy za pomocą bibuły filtracyjnej przez lejek do kolejno ponumerowanych czystych kolb stożkowych.

5. Z otrzymanych przesączów pobrałyśmy analogicznie jak w pierwszej części doświadczenia za pomocą czystych pipet następujące ilości roztworów:

z kolby nr1 – 40cm³ ; nr2 – 40cm³; nr3 – 25cm³; nr4 – 20cm³; nr5 – 10cm³; nr6 – 5cm³

1. Roztwory miareczkowałyśmy analogicznie do I części doświadczenia wpisując objętości zużytego roztworu NaOH do tabeli pomiarowej

2. Obliczyłyśmy stężenia kwasu octowego w kolbach 1-6 przed i po adsorpcji.

3. Z różnicy stężeń kwasu przed i po adsorpcji obliczyłyśmy molowe stężenie powierzchniowe a CH₃COOH zaadsorbowanego w poszczególnych przypadkach przez 1 g węgla aktywowanego

4. Sporządziłyśmy wykres zależności log a = f (log c_r)

5. Na podstawie otrzymanych danych wyznaczyłyśmy wartości stałych izotermy Freundlicha n, k metodą graficzną i analityczną

6. Wyniki zestawiłyśmy w tabeli

4.OBLICZENIA I OPRACOWANIE WYNIKÓW

Stężenie kwasu octowego przed adsorpcją (mol/dm³) :

1 roztwór: Cm=0,1003*8,5/40=0,02131

2roztwór: Cm=0,1003*16,5/40=0,04137

3roztwór: Cm=0,1003*20,1/25=0,08064

4roztwór: Cm=0,1003*27,9/20=0,1399

5roztwór: Cm=0,1003*22,2/10=0,2227

6roztwór: Cm=0,1003*32,7/5=0,6560

Po adsorpcji:

1roztwór: Cm=0,1003*6/40=0,015045

2roztwór: Cm=0,1003*12,2/40=0,03059

3roztwór:Cm=0,1003*16,4/25=0,06579

4roztwór:Cm=0,1003*25,2/20=0,1264

5roztwór:Cm=0,1003*20,9 /10=0,2096

6roztwór:Cm=0,1003*15,5/5=0,3109

Molowe stężenie powierzchniowe - a (mol/g):

1roztwór: a=0,01(0,02131-0,015045)/1=0,00006265

2roztwór: a=0,01(0,04137-0,03059)/1=0,0001078

3roztwór:a=0,01(0,08064-0,06579)/1=0,0001485

4roztwór:a=0,01(0,1399-0,1264)/1=0,000135

5roztwór:a=0,01(0,2227-0,2096)/1=0,000131

6roztwór:a=0,01(0,6560-0,3109)/1=0,003451

Nr roztworu	Objętość zużytego roztworu NaOH [cm^3]	Stężenie CH3COOH [mol/dm^3]	a [mol/g]	log a	log cr
	przed adsorpcją	po adsorpcji	przed adsorpcją	po adsorpcji
1	8,5	6,0	0,02131	0,01504	0,0000627
2	16,5	12,2	0,04137	0,03059	0,0001078
3	20,1	16,4	0,08064	0,06579	0,0001485
4	27,9	25,2	0,1399	0,1264	0,000135
5	22,2	20,9	0,2227	0,2096	0,000131
6	32,7	15,5	0,6560	0,3013	0,001606
Wyznaczanie współczynnika k oraz n metodą analityczną: -4,2=n(-1,82)+log k -2,79=n(-0,52)+log k /-1 -4,2=-1,82n+log k 2,79=0,52n-log k -1,41=-1,3n n=1,0846 log k=1,82*1,0846-4,2 log k=-2,2260 n=1,0846 k=0,0059	Wyznaczanie współczynnika k oraz n metodą graficzną: 0,3=n(1,884)+log k -1,4=n(0,909)+log k -0,3=n(1,884)- 0,909n - 1,4 log k=-0,909n - 1,4 n=1,128 log k=-0,909*1,128-1,4 n= log k= n= k=to twoje obliczenia beda
5.WNIOSKI I SPOSTRZEŻENIA Część kwasu octowego została zaadsorbowana przez węgiel. Wnioskujemy to po przeprowadzeniu doświadczenia w którym stężenie kwasu octowego jest niższe po adsorpcji na węglu aktywowanym niż przed tym procesem. Wykonując obliczenia metodą analityczna otrzymałyśmy wartości współczynników: n=1,0846….; k=0,0059…. Dokonując obliczeń metoda graficzna otrzymałyśmy następujące wartości wspolczynników: n=……, k=….. Analizując wyniki otrzymane w ćwiczeniu stwierdzamy, że po adsorpcji zużywamy mniej objętości NaOH niż przed adsorpcją Nasz błąd może wynikać z niedokładnego miareczkowania NaOH