Физико-технический институт. Лабораторная работа. ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ ПОГЛОЩЕНИЯ ВОДЫ В СИСТЕМЕ «ХЛОРИД. КАЛЬЦИЯ, ДИСПЕРГИРОВАННЫЙ В НАНОПОРАХ»

Министерство образования и науки РФ

НИ ИрГТУ

Физико-технический институт

Кафедра квантовой физики и нанотехнологий

Лабораторная работа

ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ ПОГЛОЩЕНИЯ ВОДЫ В СИСТЕМЕ «ХЛОРИД

КАЛЬЦИЯ, ДИСПЕРГИРОВАННЫЙ В НАНОПОРАХ»

Выполнил: студент гр. НТ-09-1

Грунский М. А.

Проверила: д. х. н., профссор

Ниндакова Л. О.

Иркутск 2012г

Цель работы: изучение кинетики поглощения воды в комбинированных сорбционных нанопористых системах.
Приборы и оборудование: бюретка на 25 мл ( 1 шт. ), термостойкие стакан на 50 мл (11 шт. ), растворы CaCl2 (концентрация 7, 14, 21 и 29 мас. %), оксид алюминия (А-64), силикагель (марки КСК), фильтры, мерные цилиндры (или мерные стаканы на 100 мл).
Краткая теория: Вода поглощается в сорбентах преимущественно путем взаимодействия с солью, что приводит к образованию гидратов и раствора соли в порах. Однако при заключении соли в нанопоры адсорбентов скорость реакции гидратации существенно увеличивается, и процесс, как правило, лимитируется Кнудсеновской диффузией воды в порах матрицы, для которой показано, что она протекает в 1. 5-3 раза медленнее, чем в матрице без соли. Причиной чего является увеличение извилистости пор из-за их частичной блокировки солью (ее раствором). При внесении CaCl2 в поры оксида алюминия кинетика сорбции при малых временах определяется процессом диффузии воды, а при уменьшении температуры может существенно замедляться за счет реакции воды с дисперсной солью. Вклад этой реакции увеличивается с ростом содержания соли (от 7 до 28 вес. %) и уменьшением температуры (с 70 до 30оС).
Экспериментальные данные:

Полученные данные заносим в таблицу

t, min
Al₂O₃чистый	2, 1	2, 3	2, 5	2, 7	2, 7
Al₂O₃ 7%	1, 8	2, 0	2, 1	2, 3	2, 3
Al₂O₃ 14%	1, 6	1, 8	2, 0	2, 0	2, 0
Al₂O₃ 21%	1, 8	1, 9	2, 0	2, 1	2, 1
Al₂O₃ 28%	1, 0	1, 2	1, 3	1, 4	1, 4
SiO₂ чистый	1, 5	1, 6	1, 7	1, 7	1, 7
SiO₂ 7%	1, 0	1, 5	1. 6	1. 6	1. 6
SiO₂ 14%	1, 0	1, 2	1, 3	1, 3	1, 3
SiO₂ 21%	1, 3	1, 5	1, 7	1, 7	1, 7
SiO₂ 28%	1, 1	1, 2	1, 3	1, 3	1, 3

Графики для Al₂O₃

График для SiO₂

5. Вывод: Наблюдается некоторая закономерность: с увеличением процентного содержания

хлорида кальция, водопоглощение возрастает. Это связанно с реакцией воды и диспергированной соли. Эта тенденция наблюдается только для Al₂O₃ 14%, Al₂O₃ 21%, SiO₂ 14%, SiO₂ 21%. Это связано с нарушением хода эксперимента и нарушением технологического процесса (субъективная погрешность). Также, наблюдается совпадение величины водопоглощения SiO₂ 14% и SiO₂ 28%, SiO₂ 21% и SiO₂ чистый, что тоже связано с неточностью проведения опыта. В целом, опыт подтверждает, что с увеличением концентрации соли, поглощение воды пористым веществом увеличивается.