Лабораториялық жұмыс № 10

Лабораториялық жұ мыс № 10

Тақ ырыбы «Қ атты дене - ерітінді арасындағ ы адсорбция»

Жұ мыс мақ саты: белсенділенген кө мір мен сірке қ ышқ ылының арасындағ ы адсорбцияны зерттеу жә не белсенділенген кө мірдің беткі ауданын есептеу.

Теориялық кіріспе:

Қ атты дене – ерітінді жанасу шегіндегі адсорбцияның екі тү рі бар: қ атты дене адсорбтивтің молекуласын адсорбциялайтын молекулалық адсорбция немесе электролит еместердің адсорбция тү рі жә не еріген электролиттердің бір ионын таң дап ө зіне сің іретін, адсорбциялайтын иондық адсорбция тү рі. Енді осы екі адсорбция тү рін қ ысқ аша қ арастырайық.

Ерітіндідегі молекулалық адсорбция. Ерітіндіде адсорбция процесі жү ргенде еріген заттың молекуласымен қ атар еріткіштің де молекуласы адсорбцияланады. Қ атты адсорбенттің ө зіне ерітіндіден еріген жә не еріткіш молекулаларын адсорбциялағ андағ ы олардың шамасы, еріген заттың концентрациясы мен олардың адсорбциялайтын қ абілетіне байланысты.

Ерітіндідегі молекулалық адсорбцияның изотермасын кескіндеуге болады. Оның абцисса осіне адсорбцияғ а дейінгі еріген заттың концентрациясы, ал ордината осіне меншікті адсорбция мә ні қ ойылғ ан:

(С₀ –С)/m

Мұ ндағ ы, С₀– адсорбцияғ а дейінгі еріген заттың концентрациясы, С – адсорбциядан кейінгі заттың концентрациясы, m – адсорбенттің концентрациясы.

А. Ребиндер полюстілікті тең естіру ережесін ұ сынды: егер берілген С затының полюстілігі (Е_с) диэлектрлік ө ткізгіштікпен сипатталып, оның мә ні А жә не В заттары полюстілігінің аралығ ында болса, онда адсорбция жү реді, яғ ни Е_А> Е_с> Е_в немесе Е< Е< Е шарты орындалғ анда адсорбция қ ұ былысы болады екен. Берілген заттың полюстілігі ерітіндідегі еріген зат пен еріткіш полюстілігінің араларында болса, онда ә уелгі берілген зат осы ерітіндіде адсорбцияланады. Полюстілікті тең естіру ережесіне сү йене отырып, еритін зат пен еріткіш полюстіліктерінің айырмасы артық болғ ан сайын, яғ ни еритін заттың ерігіштігі тө мен болғ ан сайын, ол жақ сы адсорбцияланады деген қ орытынды жасауғ а болады. Сол сияқ ты полюстілікті тең естіру ережесіне негіздей отырып, қ атты дене – сұ йық жанасу шегіне орналасқ ан БАЗ молекулаларының бағ ытталу ретін, бағ ытын тү сіндіруге болады. Мұ ндай жү йелерде БАЗ-дың полюсті бө лігі полюсті фазағ а, ал оның полюссіз бө лігі фазағ а бағ ытталады. Мысалы, БАЗ ерітінділерін кө мір не силикагель сияқ ты заттармен адсорбциялағ анда, ондағ ы молекулалар ө з полюстілігін фаза полюстілігіне бағ ыттайды.

Ондағ ы гидрофобты (полюссіз) фаза – активтелген кө мірге, ал гидрофилді (полюсті) бө лігі суғ а қ арай бағ ытталғ ан. Ал енді полюссіз ерітіндіден силикагель арқ ылы адсорбциялағ анда, онда еріген БАЗ молекуласының полюсті (гидрофилді) бө лігі силикагельге, ал полюссіз (гидрофобты) бө лігі бензолғ а бағ ытталады.

Қ атты адсорбентте адсорбцияның ү ш тү рі кездесуі мү мкін: оң адсорбция, мұ нда адсорбент бетіне (ү стіне) еріткіштен гө рі, онда еріген зат кө бірек адсорбцияланады; теріс адсорбцияда еріген заттан гө рі еріткіш артық адсорбцияланады; ал еріген заттың концентрациясы ерітінді кө лемінде де, адсорбент ү стінде де бірдей болса, онда адсорбция болмайды. Ә рине, бұ л ү ш тү рлі жағ дайда кездесетін адсорбцияның арасындағ ы оң адсорбцияның қ олданылмақ мә ні, орны ерекше.

Мысалы активтелген кө мір секілді аса ұ нтақ ты ә рі борпылдақ келетін заттарды адсорбент ретінде пайдаланғ анда, адсорбциялық тепе-тең дік бірден орнамайды. Ә детте, қ олданылмалық жағ дайдағ ы мұ ндай адсорбциялық қ ұ былыстың тепе-тең дік орнауын тездету мақ сатымен оны тез жә не тоқ таусыз араластырады. Қ атты адсорбенттердің еріген заттарды адсорбциялауы мына ережеге бағ ынады: еріткіш адсорбент бетіне жақ сы жұ ғ ысқ ан сайын, осы беттегі берілген еріткіште еріген зат молекулаларының адсорбциясы аз жә не еріткіш қ атты бетке нашар жұ қ са, онда осы беттегі еріген зат молекулаларының адсорбция шамасы аса ү лкен мә нде бола бермейді.

Егер еріткіш қ атты адсорбент бетіне жақ сы жұ ғ атын болса, онда ол ә лгі сұ йық тың керілу бетін тө мендетеді, демек, адсорбент бетінде еріткіш молекулаларын адсорбциялайтын қ абат пайда болады. Сонда қ атты адсорбент бетінде еріген заттың молекулаларына арналғ ан орын аз қ алады немесе мү лдем қ алмауы да мү мкін. Мұ ндай қ атты адсорбент бетіне еріткіш жұ қ пайтын жағ дайда еріткіш бос кү йінде қ алып, осы бетке еріген зат молекулалары адсорбцияланады.

Қ атты адсорбентке сұ йық зат адсорбцияланғ ан кезде жылу бө лінеді. Берілген сұ йық тың 1г ұ нтақ талғ ан борпылдақ адсорбентке адсорбцияланғ анда бө летін жылу шамасын жұ ғ у жылуы деп атайды.

Аспаптары мен ыдыстары: бюреткалар, сыйымдылығ ы 100 мл 12 колба, ө лшуіш ыдыс, қ ұ йғ ыш сү згіш қ ағ аз.

Реактивтері: 0, 4 н сірке қ ышқ ылының ерітіндісі, белсенділенген кө мір, 0, 1н натрий гидроксидінің ерітіндісі, феолфталеин.

Жұ мыс реті: берілген 0, 4 н сірке қ ышқ ылынан сұ йылту арқ ылы кө лемі бірдей (100 мл) таралымы ә р тү рлі алты ерітінді ә зірлейді: 0, 4 н, 0, 2 н, 0, 05 н, 0, 02 н, 0, 0125 н.

Бұ лардың ә рқ айсысын екіге, яғ ни 50 мл бө ліп, 12 ыдыстағ ы алты жұ п ерітіндіні алады. Сосын олардың бірінші алтауына 0, 5 грамнан белсенді кө мір салып, бір сағ атқ а қ ояды. Осы кезде екінші алтауын жеке-жеке сілтімен титрлеп, нақ тылы концентрциясын анық тайды. Бір сағ ат уақ ыт ө ткен соң кө мірді сү згіш қ ағ азбен бө леді де алтауын сілті ерітіндісімен титрлеп, адсорбциядан кейінгі концентрацияны анық тайды. Тә жірибе нә тижесін кестеге жинақ тайды.

Колбалар реті	Адсорбцияғ а дейінгі қ ышқ ыл концентрациясы	Адсорбциядан кейінгі қ ышқ ыл концентрациясы	А, моль/г	1/С₂	1/А

Тапсырма:

1. A=F(C₁) сызбасын тұ рғ ызу;

2. 1/A=F(1/C₂) сызбасын тұ рғ ызу.

3. Кө мірдің меншікті ауданын (беткі қ абатын) есептеу.

4. тұ рақ ты В шамасын есептеу.

Бақ ылау сұ рақ тары:

1. Адсорбция дегеніміз не?

2. Физикалық жә не химиялық адсорбция.

3. Адсорбция изотермасы.

4. Тамақ ө ндірісіндегі адсорбцияның қ олданылуы.

⇐ Предыдущая 22 23 24 25 262728 29 30 31 Следующая ⇒