Содержание протокола лабораторной работы

Масса навески угля g = __________ г

Концентрация раствора щелочи С_(NaOH) = ________ экв/л.

Слабый электролит (название и химическая формула).

Ориентировочная концентрация слабого электролита (указана на емкости с кислотой).

Объем аликвоты V_a = ________ мл.

Результаты анализа проб кислоты

Обработка результатов эксперимента

1. Рассчитать значение концентрации раствора кислоты, взятого на приготовление растворов и проведение адсорбции по формуле:

,

где V₀ – средний объем гидроксида натрия, затраченный на титрование пробы исходной кислоты, мл, (см. табл. «Результаты анализа проб кислоты»).

Полученное значение занести в строку 1 графы «С₀» таблицы (п. 6).

2. Вычислить концентрации растворов, полученных согласно п. 3 раздела «Выполнение работы» и занести их в строки 2-4 графы «С₀» таблицы (п. 6).

3. По результатам титрования проб после адсорбции вычислить значения равновесных концентраций кислоты по формуле

,

где V_i – средний объем гидроксида натрия, затраченный на титрование пробы кислоты после адсорбции, мл, (см. табл. 6).

Полученные значения занести в графу «С*» таблицы (п. 6).

4. Вычислить изменение концентрации кислоты в процессе адсорбции по формуле:

.           

5. Вычслить значения удельной адсорбции растворенного вещества Г по формуле

,

где V – объем кислоты, взятый на адсорбцию, л; m_s – навеска адсорбента (активированного угля), кг.

6. Заполнить таблицу.

Данные для построения изотерм адсорбции

7. Построить изотерму удельной адсорбции кислоты в координатах Г = f(C) (рис. 8).

Изотерма удельной адсорбции.

8. Построить изотерму адсорбции Фрейндлиха в координатах lgГ = f(lgC) и вычислить коэффициенты уравнения Фрейндлиха по уравнению линии тренда (рис. 9).

Линейная форма уравнения адсорбции Фрейндлиха. lgK = 0,97; 1/n = 1,04.

9. Построить график линейной формы изотермы адсорбции Ленгмюра в координатах 1/Г = f(1/C).

Линейная форма уравнения адсорбции Ленгмюра в координатах 1/Г = f(1/C). ; .

10. По уравнению линии тренда определить константы уравнения Ленгмюра Г_∞ и K.

11. Оценить удельную поверхность активированного угля по уравнению

,

где N_A – число Авогадро; S_M – площадь поперечного сечения молекулы адсорбата, равная для карбоновых кислот 20,5×10^-20 м².

Содержание отчета по лабораторной работе

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Ход эксперимента.

4. Экспериментальные данные (см. протокол к лабораторной работе).

5. Обработка экспериментальных данных.

6. Вывод.

Лабораторная работа № 9. Определение порога коагуляции фотометрическим методом

Цель работы

Синтез гидрозоля гидроксида железа конденсационным методом, определение порога электролитной коагуляции золя и изучение зависимости его от заряда коагулирующего иона.

Сущность работы

Гидрозоль гидроксида железа синтезируют методом конденсации, путем проведения реакции гидролиза хлорида железа при 100°С: FeCl₃ + 3H₂O = Fe(OH)₃ + 3HCl. Агрегативная устойчивость золя гидроксида железа обеспечивается наличием на поверхности дисперсных частиц двойных электрических слоев. Формулу мицеллы ионостабилизированного золя гидроксида железа можно записать следующим образом: {[Fe(OH)₃]n·mFe³⁺·3(m – x)Cl⁻}3xCl⁻

В процессе коагуляции высокодисперсного золя гидроксида железа образуются сравнительно небольшие по размерам седиментационно устойчивые агрегаты, поэтому исследования коагуляции частиц [Fe(OH)₃]_n удобнее проводить с помощью турбидиметрического метода. Применимость этого метода основывается на сильной зависимости интенсивности ослабления светового потока от размеров частиц. При коагуляции частиц ослабление света увеличивается, следовательно, растет кажущаяся оптическая плотность.

Оборудование и реактивы

Фотоэлектроколориметр; кюветы стеклянные толщиной 1 см – 2 шт.; салфетки; электрическая плитка или колбонагреватель; круглая колба объемом 250 мл – 1 шт.; колба коническая объемом 100 мл – 10 шт.; градуированная пипетка объемом 10 мл – 1 шт.; градуированная пипетка объемом 5 мл – 2 шт.; мерная пипетка объемом 10 мл – 1 шт.; хлорид железа (III) – раствор, концентрацией 2 %; сульфат натрия – раствор, концентрацией 0,0125 М; ацетат натрия – раствор концентрацией 0,5М.

Выполнение работы

1. В колбу с 250 мл кипящей воды мерной пипеткой прилить 10 мл раствора хлорида железа. Образовавшийся золь, красно-коричневого цвета, охладить до комнатной температуры.

2. В 10 нумерованных колб емкостью 100 мл налить по 10 мл золя, дистиллированную воду и раствор электролита (Na2SO4 или CH3COONa) в следующих объемах:

3. Выдержать пробы 2-4 минуты.

4. Измерить оптическую плотность золя каждой колбы с помощью КФК-3 на длине волны 365 нм. Раствор сравнения – дистиллированная вода. При измерении оптической плотности действовать в соответствии с инструкцией к прибору.