Đang tải... (xem toàn văn)
TƯỜNG TRÌNH THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH HÓA LÍ 2 Họ tên sinh viên Nguyễn Thu Ánh MSSV 4501106003 Ngày 11122021 Mã lớp CHEM142007 Bài 4 ĐƯỜNG HẤP PHỤ ĐẲNG NHIỆT I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Nghiên cứu sự hấp phụ c. ĐƯỜNG HẤP PHỤ ĐẲNG NHIỆT I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Nghiên cứu sự hấp phụ c.
TƯỜNG TRÌNH THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH HĨA LÍ Họ tên sinh viên: Nguyễn Thu Ánh MSSV: 4501106003 Ngày: 11/12/2021 Mã lớp: CHEM142007 Bài 4: ĐƯỜNG HẤP PHỤ ĐẲNG NHIỆT I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: Nghiên cứu hấp phụ acid acetic môi trường nước than hoạt tính vẽ đường hấp phụ đẳng nhiệt II CÁCH TIẾN HÀNH: - Từ dung dịch CH3COOH M pha lỗng bình định mức 250 ml thành dung dịch có nồng độ theo bảng bên - Chuẩn độ dung dịch acid vừa pha dung dịch NaOH 0,1 M (với thị phenolphtalein) với thể tích acid cần chuẩn độ theo bảng đây: Bình Thể tích dung dịch 100 100 100 100 100 100 0,05 0,1 0,2 0,4 10 10 5 (ml) Nồng độ (mol/l) Vacid chuẩn độ (ml) 0,0125 0,025 20 20 - Cân g than hoạt tính cân phân tích cho hết vào bình tam giác chứa sẵn 100 ml dung dịch acid vừa pha, lắc kĩ 30 phút - Lọc dung dịch bình hấp phụ lượng vừa đủ để chuẩn độ trước hấp phụ III KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: • Bảng số liệu thực nghiệm: Nồng độ acetic acid tính theo định luật đương lượng: CCH3COOH = Bình CNaOH VNaOH Vacid Chuẩn độ trước hấp phụ, Chuẩn độ sau hấp phụ, VNaOH (ml) VNaOH (ml) Vacid, (ml) V1 V2 VTB 20,00 2,55 2,60 2,58 20,00 4,95 4,80 10,00 4,75 10,00 C0 C V1 V2 VTB 0,0129 1,90 1,95 1,93 0,0096 4,88 0,0244 3,90 4,00 3,95 0,0198 4,80 4,78 0,0478 3,80 3,85 3,83 0,0383 9,50 9,60 9,55 0,0955 7,60 7,65 7,63 0,0763 5,00 9,45 9,50 9,48 0,1895 7,85 7,85 7,85 0,1570 5,00 19,60 19,50 19,55 0,3910 16,45 16,43 16,44 0,3288 (mol/l) (mol/l) • Bảng số liệu tính tốn: CH3COOH bi hap phu m cua Carbon Bình m (g) 2,9995 C x (g) x/m lg(x/m) lgC 0,0096 0,0195 0,006503 -2,1869 -2,0166 2,9979 0,0198 0,0278 0,00926 -2,0334 -1,7044 2,9997 0,0383 0,0570 0,019008 -1,7211 -1,4174 3,0001 0,0763 0,1155 0,038512 -1,4144 -1,1178 3,0006 0,1570 0,1951 0,065009 -1,1870 -0,8041 3,0001 0,3288 0,3733 0,124437 -0,9050 -0,4831 (mol/l) Với x = MCH3 COOH (C0 − C) V = 60,02 (C0 − C) 0,1 Phương trình hấp phụ Freundlich: x m = a C n Trong đó: x lượng chất bị hấp phụ chất hấp phụ có khối lượng m nằm cân với dung dịch có nồng độ chất tan C; a n số đặc trưng cho trình hấp phụ, xác định từ thực nghiệm - Lấy logarit phương trình hấp phụ đẳng nhiệt ta được: lg x = lga + lgC (∗) m n (phương trình có dạng y = ax + b; với y = lg Đồ thị biểu diễn phụ thuộc 𝐱 𝐦 x m ; a = ; b = lga ) n C x (g) m 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00 0.00 C (M) 0.10 0.20 Đẳng nhiệt hấp phụ 0.30 0.40 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc lg lg 𝐱 𝐦 lgC x m 0.0 -0.5 y = 0.8669x - 0.4848 R² = 0.9928 -1.0 -1.5 -2.0 lgC -2.5 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 Đẳng nhiệt hấp phụ dạng logarit Từ đồ thị trên, ta tính xác định giá trị phương trình (*): lga = − 0,4848 => a = 0,3275 = 0,8669 n => n = 1,1535 IV TRẢ LỜI CÂU HỎI: Sự hấp phụ gì? Sự hấp phụ tượng thay đổi nồng độ chất ranh giới pha so với lòng pha, nghĩa bề mặt chất hấp phụ Phân biệt hấp phụ vật lí với hấp phụ hóa học? Các yếu tố ảnh hưởng Sự hấp phụ vật lí Nhiệt hấp phụ lý học thường khơng lớn, gần Nhiệt hấp phụ nhiệt hóa lỏng hay bay chất bị hấp phụ điều kiện hấp phụ thường nhỏ 20 kJ.mol-1 Lượng chất bị hấp phụ Sự chọn lọc hấp phụ Nhiệt độ Hấp phụ lý học tạo thành nhiều lớp đa lớp Sự hấp phụ hóa học Nhiệt hấp phụ hóa học lớn, từ 40 - 800 kJ.mol-1, gần nhiệt phản ứng hóa học Vì tạo thành mối nối hấp phụ bền muốn đẩy chất bị hấp phụ khỏi bề mặt xúc tác rắn cần nhiệt độ cao Hấp phụ hóa học xảy ít, khơng lớp bề mặt xúc tác đơn lớp Hấp phụ lý học khơng có Hấp phụ hóa học có tính chất chọn lọc, tất bề chọn lọc cao, phụ thuộc vào mặt chất rắn có tính tính chất bề mặt chất rắn chất hấp phụ lý học tính chất chất bị hấp phụ Hấp phụ lý học thường Hấp phụ hóa học thường xảy nhiệt độ thấp, tiến hành nhiệt độ cao, nhiệt độ tăng nhiệt độ thấp hay nhiệt lượng chất hấp phụ giảm độ lớn nhiệt độ tối ưu lượng chất hấp phụ hóa học giảm Hấp phụ hóa học tạo thành Hấp phụ lý học khơng hình thành mối nối Sự Tính tương tác phân tử bị chất hấp phụ với electron mối chất rắn yếu Giữa nối hấp chất rắn phân tử bị phụ hấp phụ coi hệ thống, hợp chất thống mối nối bền vững tính chất gần giống mối nối hóa học Chúng mối nối hóa trị, ion, đồng hóa trị Trong qúa trình tạo thành mối nối có di chuyển điện tử chất bị hấp phụ chất hấp phụ, tức có tác dụng điện tử phần tử hấp phụ bề mặt chất rắn Hấp phụ hóa học tiến hành chậm có lượng hoạt Năng lượng hoạt hóa hấp phụ hóa lớn gần Hấp phụ lý học tiến hành lượng hoạt hóa phản nhanh lượng ứng hóa học, phụ thuộc hoạt hóa khơng khoảng cách nguyên tử chất bị hấp phụ trung tâm bề mặt chất rắn Hấp phụ hóa học khơng phải Tính thuận Hấp phụ lý học ln là q trình nghịch thuận nghịch lực liên thuận nghịch, thường hấp kết Van der Waals yếu chiều Tuỳ theo đặc tính phụ mối nối liên kết hóa học mà tính chất thuận nghịch q trình hấp phụ khác Có q trình hóa học bền vững, tạo thành hợp chất hóa học, ví dụ hấp phụ Oxygen lên kim loại tạo Oxyde kim loại, hấp phụ lên than cho CO Trạng thái tính chất Trạng thái chất bị hấp Trạng hóa lý chất bị hấp phụ thay đổi hồn tồn Lực thái phụ khơng thay đổi Lực chất hấp phụ chất bị chất bị chất hấp phụ chất hấp phụ liên kết cộng hóa hấp phụ bị hấp phụ lực Van der trị phối trí, liên kết Waals ion… Hấp phụ vật lý giúp đưa phân tử đến gần bề mặt Đường chất hấp phụ mà không Một phân tử muốn tham gia biểu đỏi hỏi cung cấp nhiều vào q trình hấp phụ hóa diễn lượng Sau có học cần có lượng đủ để hấp chuyển dịch từ hấp vượt qua hàng rào phụ phụ vật lý sang hấp phụ lượng hoạt hóa E hóa học thơng qua trạng thái chuyển tiếp Sự hấp phụ phụ thuộc vào yếu tố nào? Sự hấp phụ phụ thuộc vào chất chất hấp phụ chất bị hấp phụ, phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ dung dịch (nếu hấp phụ xảy pha lỏng) áp suất (nếu hấp phụ xảy pha khí) Cho biết ngun tắc pha lỗng hóa chất từ dung dịch ban đầu? Ngun tắc pha lỗng: - Bình 6: Lấy 50 ml dung dịch CH3COOH M cho vào bình định mức 250 ml, thêm nước cất đến vạch định mức ta dung dịch acid 0,4 M - Bình 5: Lấy 125 ml dung dịch acid 0,4 M vừa pha cho vào bình định mức 250 ml thêm nước cất đến vạch ta dung dịch acid 0,2 M - Bình 4,3,2: Thực tương tự bình - Bình 1: Từ bình vừa pha lỗng, lấy 100 ml dung dịch acid bình cho vào bình định mức 200 ml thêm nước cất đến vạch ta thu dung dịch acid 0,0125 M Tại cần xác định lại nồng độ phép chuẩn độ? Nồng độ acetic acid pha loãng từ dung dịch ban đầu dung dịch chuẩn xảy sai số q trình thực thao tác, nên cần chuẩn độ lại bình acid vừa pha Tại chuẩn độ, thể tích dung dịch đem chuẩn độ lại khác bình? Nguyên nhân xuất phát từ việc tính tốn dự đốn thể tích NaOH cần dùng để chuẩn độ, tức thể tích NaOH cần đến điểm tương đương Sau đó, điều chỉnh lại thể tích bình acid cần lấy cho phù hợp, tiết kiệm hóa chất, tránh gây lãng phí ... lí Nhiệt hấp phụ lý học thường khơng lớn, gần Nhiệt hấp phụ nhiệt hóa lỏng hay bay chất bị hấp phụ điều kiện hấp phụ thường nhỏ 20 kJ.mol-1 Lượng chất bị hấp phụ Sự chọn lọc hấp phụ Nhiệt độ Hấp. .. chất hấp phụ lý học tính chất chất bị hấp phụ Hấp phụ lý học thường Hấp phụ hóa học thường xảy nhiệt độ thấp, tiến hành nhiệt độ cao, nhiệt độ tăng nhiệt độ thấp hay nhiệt lượng chất hấp phụ giảm... chất bị hấp phụ chất hấp phụ, tức có tác dụng điện tử phần tử hấp phụ bề mặt chất rắn Hấp phụ hóa học tiến hành chậm có lượng hoạt Năng lượng hoạt hóa hấp phụ hóa lớn gần Hấp phụ lý học tiến hành