Sprawozdanie z laboratorium chemii fizycznej
Adsorpcja oranżu metylowego na węglu aktywowanym
Skład zespołu:
Ocena z przygotowania:
Ocena ze sprawozdania:
1. Adam Rułka
2. Arkadiusz Sakowicz
Prowadzący ćwiczenie: mgr inż. Marcin Okuniewski
Podpis prowadzącego:
1. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest sprawdzenie możliwości opisy adsorpcji oranżu metylowego na węglu aktywowanym za pomocą izotermy Langmuira. Aparatura i odczynniki
Wykaz sprzętu laboratoryjnego:
spektrokolorymetr SPEKOL 11
podstawowe naczynia laboratoryjne (zlewki, kolby, lejki, sączki itp.)
waga analityczna
Wykaz odczynników: woda destylowana
0.1% roztwór oranżu metylowego
bufor ftalanowy (NaOH + KHC8H4O4) o pH = 5
węgiel aktywowany Wykonanie ćwiczenia
Korzystając z wyjściowego roztworu oranżu metylowego sporządzono 8 roztworów w następujący sposób:
do kolb miarowych o pojemności 100 cm3 odmierzono kolejno 40, 30, 25, 20, 15, 10, 5 oraz 2 cm3 roztworu oranżu metylowego;
dodano po 10 cm3 roztworu buforowego;
dopełniono wodą do kreski miarowej.
Do kolb stożkowych ze szlifem o pojemności 100 cm3 wsypano po około 60÷70 mg węgla aktywowanego i do każdej z nich odpipetowano po 50cm3 roztworów 3-8 (najmniej stężonych).
Kolby wraz z roztworami i węglem aktywowanym wstrząsano przez ok. 10 min.
Po ustaleniu się równowagi przesączono roztwory przez suche sączki do suchych kolb.
Pomiar absorbancji za pomocą spektrokolorymetru SPEKOL 11 przy długości fali = 551 nm.
W analogicznych warunkach przeprowadzono pomiary dla przesączonych roztworów 3-8.
Sporządzenie krzywej wzorcowej zależności absorbancja-stężenie oranżu metylowego.
Korzystając z prawa Lamberta-Beera, mówiącego, że absorbancja jest wprost proporcjonalna do grubości warstwy rozworu oraz jego stężenia sporządzono wykres przedstawiający zależność absorbancji od stężenia oranżu metylowego. Przyjęto, że gęstość roztworów wynosiła d=1(g·cm-3)
Tabela1. Dane do wykresu nr 1.
Nr kolby
Początkowe stężenie roztworu: Co/ (g*cm-3)·104 Absorbancja (średnia)
Odchylenie standardowe dla absorbancji
2,5
3
0,00129
2,0
(…)
…
0,00173
Wykres1. Krzywa wzorcowa zależności absorbancja-stężenie oranżu metylowego
Krzywą wzorcową wyznaczono stosując metodę najmniejszych kwadratów wyznaczono prostą o ogólnym wzorze y=zx
-Ostatni punkt pomiarowy odrzucono, gdyż znacznie odbiega od przebiegu wyznaczonego przez pozostałe punkty pomiarowe.
Obliczono niepewność współczynnika z: Gdzie N oznacza liczbę pomiarów. z=5397,35cm3/g
Δz = 204.21 czyli A(absorbancja) = 5397,35(±204,21)·c Obliczenie stężenia równowagowego, adsorpcji.
Stężenie równowagowe liczymy z wzoru Cr = A/z, błąd wyznaczamy metodą różniczki zupełnej:
Zakładając zachodzenie silnej adsorpcji z roztworów rozcieńczonych, możemy posłużyć się wzorem: gdzie : / (g*g-1) - adsorpcja
V/ cm3 - objętość roztworu
c0 / (g /cm3) - początkowe stężenie adsorbatu w roztworze
cr /(g /cm3) - stężenie równowagowe adsorbatu w roztworze ma / g - masa adsorbenta.
Niepewność adsorbcji można obliczyć za pomocą różniczki zupełnej:
ΔV=0,1cm3 ; Δm=0,0001g ; Δc0=0,00001g·cm-3 Tabela 2. Nr kolby
Początkowe stężenie roztworu: Co/ (g·cm-3)·104
Równowagowe stężenie roztworu: Cr/ (g·cm-3) ·106
ΔCr/106
Masa odważki węgla aktyw.
m /g
Adsorpcja
a /g·g-1
Absorbancja
1
4,0
166,56
6,302
0,0615
0,1898
0,899
0,014
2
3,0…
…
82,08
3,101
0,0607
0,1795
0,443
0,011
3
2,5
35,20
1,330
0,0676
0,1589
0,190
0,009
4
2,0
17,23
6,512
0,0615
0,1486
0,093
0,014
5
1,5
4,82
1,822
0,0606
0,1198
0,026
0,009
6
1,0
2,04
7,710
0,0608
0,0806
0,011
0,015
Powyższe dane zostaną wykorzystane do wykreślenia izotermy adsorpcji 3.3 Przydatność równania Langmuira w doświadczeniu. Do opisu silnej adsorpcji z rozcieńczonych roztworów dwuskładnikowych…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)