Главная страница
Навигация по странице:

  • МИНИСТЕРСТВО науки и высшего ОБРАЗОВАНИЯРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

  • САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра физической химииОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №5

  • Название работы

  • Определение концентрации раствора слабой кислоты.

  • Содержание протокола лабораторной работы.

  • Обработка экспериментальных данных.

    		•

    Отчет по лабораторной работе 5 По дисциплине


    Скачать 152.41 Kb.
    НазваниеОтчет по лабораторной работе 5 По дисциплине
    Дата15.06.2022
    Размер152.41 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файла19_laba_po_khimii (1).docx
    ТипОтчет
    #593279

    ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



    МИНИСТЕРСТВО науки и высшего ОБРАЗОВАНИЯ
    РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

    федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

    высшего образования

    САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

    Кафедра физической химии

    ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №5

    По дисциплине Химия. Часть 2

    (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

    Тема работы: «Исследование кинетики молекулярной адсорбции»

    Выполнил: студент гр. НГС-19-1 Натейкин Д.А.

    (шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)

    Оценка:

    Дата:

    Выполнил: студент гр. НГС-19-1 Свитонько В.А.

    (шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)

    Оценка:

    Дата:

    Проверил

    руководитель работы: доцент Берлинский И.В.

    (должность) (подпись) (Ф.И.О.)

    Санкт-Петербург 2020


    Название работы: Исследование кинетики молекулярной адсорбции.

    Цель работы

    Установить продолжительность контакта фаз, достаточную для получения изотермы сорбции.

    1. Определение концентрации раствора слабой кислоты.

    1. В три конические колбы была отобрана аликвота 5 мл раствора слабой кислоты, добавили по 3-4 капли фенолфталеина;

    2. Добавили дистиллированную воду, смывая капли фенолфталеина со стенок колбы, до толщины слоя жидкости от 5 до 15 мм

    3. Пробы анализируем на содержание кислоты методом индикаторного титрования с фенолфталеином, объем щелочи, добавленный из бюретки во время опыта, записываем в таблицу 2.

    Методика анализа:

    1. Отобран раствор щелочи в химический стакан объемом 50 мл.

    2. Из стакана раствор щелочи бал налит в бюретку.

    3.  Выпустили воздух из носика бюретки

    4. Объем щелочи в бюретке доведен до отметки «0».

    5.  Оттитровали раствором гидроксидом натрия до перехода окраски фенолфталеина от бесцветной к малиновой, сохраняющейся при перемешивании в течение 30 с.

    II 1. В круглую колбу объемом 500 мл при помощи мерного цилиндра отмеряют 250 мл раствора кислоты, заданного преподавателем.

    2. В коническую колбу № 1 вместимостью 100 мл мерной пипеткой на 5 мл отбирают пробу раствора кислоты, взятого на эксперимент, и отставляют в сторону.

    3. В полиэтиленовом стакане взвесили 15,0 г активированного угля.

    4. Колбу с раствором поместили на шейкер, высыпали навеску угля в кислоту, включили перемешивание.

    5. Каждые 3 минуты из колбы на шейкере мерной пипеткой объемом 5 мл отбирают пробы кислоты в конические колбы на 100 мл с № 2 по № 10.

    6. После того, как все пробы были отобраны, остановили перемешивание.

    7. Все пробы и исходный раствор кислоты, взятый для проведения серии экспериментов, были проанализированы на содержание кислоты по методу, описанному выше, объем щелочи, добавленный из бюретки во время опыта, записываем в таблицу 1.

    Содержание протокола лабораторной работы.

    1. Масса навески угля g=15 г.

    2. Концентрация раствора щелочи экв/л.

    3. Название слабой кислоты: уксусная кислота; химическая формула: СH3COOH.

    4. Ориентировочная концентрация кислоты 0,3 Н

    5. Объем раствора кислоты ,взятой для проведения опыта мл.

    6. Объем аликвоты мл, взятой для анализа.

    7. Таблица экспериментальных данных: зависимость содержания кислоты от времени

    №
     Время, мин
      , мл

    1
    0
    8,25

    2
    3
    7,4

    3
    6
    7,3

    4
    9
    7,2

    5
    12
    7,1

    6
    15
    7

    7
    18
    6,9

    8
    21
    6,9

    9
    24
    6,7

    10
    27
    6,4

    11
    30
    6,3

    12
    33
    6,8

    13
    36
    6,8

    Таблица 1. Изменение концентрации уксусной кислоты в зависимости от продолжительности перемешивания.

    №
    , мл

    1
    8,3

    2
    8,2

    3
    8,2

    Таблица 2. Определение концентрации уксусной кислоты.

    Обработка экспериментальных данных.

    1.  Вычислим точное значение концентрации уксусной кислоты по результатам анализа проб с кислотой без угля, взяв среднее значение объема щелочи из таблицы 2 по формуле:



    Где Сi – концентрация уксусной кислоты экв/л

    СNaOH – концентрация щелочи, экв/л

    Vi – объем щелочи



    2. Значения концентрации уксусной кислоты для проб с углем:

    №
     Время, мин
      , мл
     С, экв/л

    1
    0
    8,25
    0,33

    2
    3
    7,4
    0,296

    3
    6
    7,3
    0,292

    4
    9
    7,2
    0,288

    5
    12
    7,1
    0,284

    6
    15
    7
    0,28

    7
    18
    6,9
    0,276

    8
    21
    6,9
    0,276

    9
    24
    6,7
    0,268

    10
    27
    6,4
    0,256

    11
    30
    6,3
    0,252

    12
    33
    6,8
    0,272

    13
    36
    6,8
    0,272

    Таблица 3. Изменение концентрации уксусной кислоты в зависимости от продолжительности перемешивания.



    График 1. Зависимость концентрации уксусной кислоты в зависимости от продолжительности перемешивания.

    3. Вычислим величину статической обменной емкости сорбента:

    ,

    где mC – масса угля,г;

    n∞ − количество молей кислоты, оставшихся в растворе на момент равновесия, .




    4. Лимитирующая стадия сорбции.

    4.1 Данные для интервала времени от начала процесса до момента, когда исчезает зависимость концентрации от времени – 30 минут.

    4.2 Таблица 4, где

    Z – номер пробы, t – время в минутах;

    Сz – текущая концентрация кислоты в растворе, моль/л; С0 – исходная концентрация кислоты в растворе, моль/л.

    Концентрации С0 и Сz вычисляют по формуле:

    ,

    Сt − текущая концентрация, приведенная к исходному объему, моль/л, которую вычисляют по формуле:

    ,

    где nt – количество вещества, оставшееся в растворе на текущий момент времени, nt рассчитывается по формуле:

    ,

    где Vпр – объем пробы, отобранный для последующего определения концентрации, Vпр = 5 мл; z – номер пробы.

    C∞ - величина равновесной концентрации кислоты в растворе, которую вычисляют по формуле

    ;

    где



    Пример расчета величин:














    №
    t, мин
    Сz
    nt, моль
    zVпр
    Сt, моль/л
    −ln(Ct/C0)


     







    0
    0
    0,33
     
     
     
     
     
     



    1
    3
    0,296
    0,0725
    0,0050
    0,2901
    0,1289
    0,3552
    1,7321



    2
    6
    0,292
    0,0701
    0,0100
    0,2803
    0,1632
    0,4420
    2,4495



    3
    9
    0,288
    0,0677
    0,0150
    0,2707
    0,1980
    0,5274
    3,0000



    4
    12
    0,284
    0,0653
    0,0200
    0,2613
    0,2335
    0,6114
    3,4641



    5
    15
    0,28
    0,0630
    0,0250
    0,2520
    0,2697
    0,6940
    3,8730



    6
    18
    0,276
    0,0607
    0,0300
    0,2429
    0,3065
    0,7751
    4,2426



    7
    21
    0,276
    0,0593
    0,0350
    0,2374
    0,3295
    0,8242
    4,5826



    8
    24
    0,268
    0,0563
    0,0400
    0,2251
    0,3825
    0,9331
    4,8990



    9
    27
    0,256
    0,0525
    0,0450
    0,2099
    0,4524
    1,0683
    5,1962



    10
    30
    0,252
    0,0504
    0,0500
    0,2016
    0,4928
    1,1423
    5,4772



    Таблица 4.



    График 2. Зависимость отношения исходной концентрации к текущей от времени.



    График 3. Зависимость отношения разности исходной и текущей концентрации к исходной и равновесной.

    4.5 Сопоставим величину достоверность R2 для предыдущих зависимостей: R2ln(C0/C) = 0,9864; R2 (C0 - Ct)/(C0 - C ꚙ)= 0,9645, наиболее близкое к 1 R2ln(C0/C). Стадией, определяющей скорость процесса, является диффузия в тонком слое раствора в непосредственной близости от зерна сорбента («пленочная кинетика» или внешнедиффузионная кинетика).

    4.6 По значению углового коэффициента определим константу скорости процесса : k=0,0132.

    Вывод: Для исследования адсорбции был использован статистический метод, при котором определяется точное значение концентрации исходного раствора и встряхивается раствор с адсорбентом в пока не установится адсорбированное равновесие. В ходе эксперимента определена продолжительность контакта фаз и стадия сорбции. Изотерма сорбции имеет линейный характер, по углу наклона была определена константа скорости реакции.

    написать администратору сайта