Поверхневий натяг води в залежності від температури

Т, К	Поверхневий натяг води, Н/м×10^–2
	75,64
	74,22
	72,75
	71,18
	69,56
	67,91
	66,18

Таблиця 3

Густина води в залежності від температури

Т, К	Густина, кг/м^3	Т, К	Густина, кг/м^3	Т, К	Густина, кг/м^3
	1000,00		999,40		997,80
	999,99		999,30		997,65
	999,97		999,13		997,32
	999,93		998,97		997,07
	999,88		998,80		996,81
	999,81		998,62		996,54
	999,73		998,43		996,26
	999,63		998,23		995,97
	999,52		998,02		995,67

 

 

Таблиця 4

Густина розчинів NaCl при 293 К

Конц. NaCl, н.	Густина, кг/м^3
0,1	994,7
0,25	1003,1
0,5	1018,5
1,0	1032,8

ВИЗНАЧЕННЯ ПЛОЩІ ТА ДОВЖИНИ МОЛЕКУЛИ ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНОЇ РЕЧОВИНИ

Для виконання роботи потрібно визначити поверхневий натяг декіль-
кох розчинів поверхнево-активної речовини різної молярної концентрації (за вказівкою викладача). Вимірювання поверхневого натягу проводять сталагмометричним методом, як описано вище.

Для визначення величини адсорбції находять різницю величини по-
верхневого натягу s₂ і s₁, які виміряли для двох сусідніх розчинів різної молярної концентрації с₂(Х) і с₁(Х). Цю різницю s₂ – s₁ = Ds і с₂(Х) – с₁(Х)=Dс(Х) підставляють у рівняння Гіббса:

 

,

 

де Г – величина адсорбції, моль/м²;

с(х) – молярна концентрація поверхнево-активної речовини, моль/м³;

R – газова стала, дорівнює 8,31 Дж/моль^.К;

Т – абсолютна температура, К;

σ – поверхневий натяг, Дж/м².

В цьому випадку в якості с(х) беруть середнє арифметичне . Потім розраховують с_ср.(х) і будують графік залежності (вісь ординат) від с_ср.(х) (вісь абсцис). Проводять пряму, за тангенсом кута якої знаходять Г.

Одержані дані заносять в таку таблицю:

 

№№ п/п	с(х), моль/м^3	σ, Дж/м^2	сср.(Х), моль/м^3	Δс(Х), моль/м^3	Δσ, Дж/м^2	Г, моль/м^2	сср.(Х) моль/м^3

 

Розрахувати площу (S) і довжину (l) молекули поверхнево-активної речовини:

,

де N – постійна Авогадро, дорівнює 6,02×10²³ моль^–1;

Г_max – величина граничної адсорбції, моль/м²;

М(Х) – молярна маса ПАР, кг/моль;

ρ – густина ПАР, кг/м³.

 

АДСОРБЦІЯ ОЦТОВОЇ КИСЛОТИ НА АКТИВОВАНОМУ ВУГІЛЛІ

 

Ізотерми адсорбції ряду речовин із розчину на поверхні твердого тіла в області середніх концентрацій задовільно описуються емпіричним рів-
нянням Фрейндліха:

, (1)

де Х – кількість адсорбтиву, ммоль;

m – маса адсорбенту, кг;

– величини адсорбції, кмоль/кг;

К і – емпіричні константи, залежні від природи адсорбенту і адсорбативу;

с – рівноважна молярна концентрація адсорбативу, моль/м³.

Величина адсорбції або а розраховується за формулою:

. (2)

Якщо прологарифмуємо рівняння (1), то воно набуде вигляду:

. (3)

Одержане рівняння є рівнянням прямої лінії.

Для визначення К і находять логарифми значень с і і будують графік (див. рисунок: по осі абсцис lg c, а по осі ординат lg ). Величина відрізку АО дорівнює lg K. За значенням логарифму находять К. Постійна дорівнює tg α або відношенню довжин відрізків СВ і АВ, тобто .

 

Методика експерименту

У чотири колбочки вносять по 1 г активованого вугілля і наливають із бю-
ретки по 25 мл розчинів оцтової кис-
лоти різної молярної концентрації (0,05; 0,1; 0,2; 0,4 моль/л). Колбочки пері-одично збовтують близько 20 хвилин. Потім розчини фільтрують через папе-рові фільтри в сухі колбочки, відкидаючи перші 3–5 мл фільтрату (для уникнення похибок за рахунок адсорбції кислоти на фільтрі). Рівноважну молярну концентрацію кислоти у фільтраті визначають титруванням 5 мл розчину розчином NaOH (c(NaOH) = 0,1 моль/л) у присутності фенол-
фталеїну. Кожний розчин титрують 2–3 рази. Потім за формулою (2) розраховують величину адсорбції оцтової кислоти, а також находять lg c i lg . Результати розрахунків заносять у таку таблицю:

 

со, моль/м^3	с, моль/м^3	Х/m, кмоль/кг	lgc	lgX/m	K	1/n

 

Користуючись даними таблиці, будують ізотерму адсорбції оцтової кислоти, при цьому на осі абсцис відкладають рівноважну молярну концентрацію с, а на осі ординат – значення . Постійні К і у рівнянні Фрейндліха визначають, як було вказано, з графіку залежності lg від lg c.

 

ДОСЛІДЖЕННЯ АДСОРБЦІЇ ЗАБАРВЛЕНИХ РЕЧОВИН ІЗ РОЗЧИНІВ

У ряд пробірок помістити по 1 мл розчину з масовою часткою 0,02% метиленової сині, , , золю , конго червоного, водного розчину фуксину і 1 мл спиртового розчину фуксину. Потім додати в усі пробірки по 0,2 г активованого вугілля, перемішувати про-
тягом 2–3 хв і відфільтрувати. Спостерігати зміну забарвлення та пояснити явище адсорбції.

Результати роботи занести в таблицю:

 

Назва розчину
Забарвлення розчину до адсорбції
Забарвлення розчину після адсорбції
Висновок про характер адсорбції