HẤP PHỤ TRONG DUNG DỊCH TRÊN bề mặt CHẤT hấp PHỤ rắn

BÀI 10: HẤP PHỤ TRONG DUNG DỊCH TRÊN BỀ MẶT CHẤT HẤP PHỤ RẮN I LÝ THUYẾT Mục đích thí nghiệm: Khảo sát hấp phụ CH3COOH than hoạt tính nhiệt độ phòng Nguyên tắc: Hấp phụ danh từ dùng để mô tả tượng có chất ( dạng phân tử, hay ion) có khuynh hướng tập hợp trung chất chứa bề mặt pha Ở có cấu tử: dung môi chất tan chất tan Cấu tử hấp phụ cạnh tranh vị trí bề mặt Trong hấp phụ chất bề mặt chất hấp phụ rắn nguyên nhân chủ yếu hấp phụ lượng dư bề mặt ranh giới phân chia pha rắn – khí – hay lỏng Các lực tương tác bề mặt hấp phụ lực Van der Waals hay lực gây nên tương tác hóa học hay loại tương tác Lượng chất bị hấp phụ tùy thuộc vào yếu tố : - Bản chất chất bị hấp phụ chất hấp phụ - Nồng độ chất tan - Nhiệt độ …… Thí nghiệm thực nhiệt độ không đổi , đo số mol chất bị hấp phụ 1g chất hấp phụ rắn (a) nồng độ chất tan khác (C) đường biểu diễn a =f(C) gọi đường đẳng nhiệt hấp phụ Độ hấp phụ a (mol/g) lên bề mặt than tính từ công thức : a= V 10-3 : C0 , C (mol) nồng độ đầu nồng độ cân hấp phụ dung dịch V (ml) thể tích dung dịch sảy hấp phụ m (g) lượng chất hấp phụ Để đo độ hấp phụ , cho vào bình thể tích dung dịch V nồng độ phải khác CH3COOH với khối lượng m xác chất hấp phụ Xác định nồng độ chất tan trước hấp phụ C0 nồng độ sau cân C Trong dung dịch bỏ qua hấp phụ dung môi Từ kết thực nghiệm ta dựng đồ thị a= f(C) Một số phương trình thực nghiệm lý thuyết sử dụng để biểu thị đường đẳng nhiệt hấp phụ : Phương trình Feundlich: phương trình thực nghiệm cho hấp phụ chất khí hay chất hòa tan dung dịch, thích hợp khoảng nồng độ trung bình a= K C1/n hay: lga = 1/nlgC + lgk đó: K, 1/n số đồ thị lga = f (lgC) có hệ số góc tg ( = 1/n với tung độ góc lgK phương trình Langmuri : phương trình lyd thuyết cho hấp phụ đơn lớp: : độ che phủ bề mặt a max : số mol tối đa bị hấp phụ 1g chất rắn cho phân tử tạo đơn lớp = Đồ thị C/a =f(C) đường thằng có hệ số góc tg với tung độ góc Đồ thị dạng đường hấp phụ nhiệt a amax ………………… C Đồ thị thể cách xác định a, K phương trình Langmuir c/a tg Dụng cụ hóa chất : - 1pipette 10ml - buret 25ml - beaker 100ml - Bình định mức 100ml - erlen 250 ml có nút nhám - Máy lắc - phễu thủy tinh - erlen 100ml Cách tiến hành : - CH3COOH -NaOH 0,1M -than hoạt tính - phenolphatein - Pha dung dịch CH3COOH 2M pha loãng thành dung dịch có - nồng độ bảng 10 Chuẩn độ lại dung dịch pha dung dịch NaOh với thuốc thử phenolphatein Bình 1,2,3 lấy 20ml acid bình 4,5,6 lấy 10ml acid để chuẩn độ Mỗi bình chuẩn độ lần Bảng thể tích dung dịch CH3COOH cần pha : Dd cần pha Thể tích (ml) Nồng độ (mol/l) 200 200 200 200 200 200 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.2 - Cân xác 3g than hoạt tính nghiền nhỏ cho vào erlen có - chứa 100ml dung dịch acid lắc kỹ 20 phút Lắng 20 phút lọc qua giấy lọc Lấy nước lọc với lượng lần chuẩn độ trước bình để chuẩn - độ NaOH Từ hiệu thể tích NaOH 0,1M lần chuẩn độ trước sau hấp phụ có tính lượng acid hấp phụ m (g) than hoạt tính 100ml dung dịch bình II BÁO CÁO THÍ NGHIỆM Kết thí nghiệm: Xác định nồng độ dung dịch CH3COOH sau pha Erlen V (ml) VNaOH(ml) CCH3COOH 20 5.5 0.03 20 14.4 0.09 20 16.8 0.12 20 17.6 0.15 Xác định nồng độ dung dịch CH3COOH sau hấp phụ : Erlen V (ml) VNaOH(ml) CCH3COOH 20 11.5 0.06 20 6.5 0.0225 20 12.5 0.058 20 15.5 0.089 20 17.5 0.117 20 18 0.147 20 20.5 0.197 Vẽ đồ thị đường thẳng đẳng nhiệt hấp phụ a=f( C ) : Erlen C0 C(mol/l) a= 10-3 0.03 0.0225 2,5.10- 0.06 0.058 4,7 10- 0.09 0.089 6,9 10- 0.12 0.117 7,8 10- 0.15 0.147 8,3 10- 5 5 0.2 0.197 10-4 20 18.5 0.2 Đồ thị đường đẳng nhiệt hấp phụ a=f(c) Đồ thị C/a =f(C) Erlen C(ml) a(molg) c/a 0.0225 0.058 0.089 0.117 0.147 0.197 -5 2,5.10 4,7 10 6,9 10 7,8 10 8,3 10 10-4 900 5 5 1234 1289 1500 1771 1970 Đồ thị C/a =f(C) Thế hấp phụ: - Hấp phụ trình xảy chất khí hay chất lỏng bị hút bề mặt chất rắn xốp Chất khí hay gọi chất bị hấp phụ - Phân biệt hấp phụ vật lý hấp phụ hoá học: - Hấp phụ vật lý thường nhiệt không lớn , gần nhiệt hóa lỏng hay bay chất bị hấp phụ điều kiện hấp phụ thường nhỏ 20KJ/mol - Hấp phụ hóa học thường nhiệt lớn từ 40 – 80KJ/mol ,  nhiều gần nhiệt phản ứng hóa học Độ hấp phụ lượng chất bị hấp phụ tính theo mol đơn vị diện tích bề mặt , vật hấp phụ hàm lượng bề mặt  chất bị hấp phụ : x= nchất bị hấp phụ /Schất hấp phụ Đường đẳng nhiệt hấp phụ biểu diễn phụ thuộc dung lượng hấp phụ thời điểm cân ... mol đơn vị diện tích bề mặt , vật hấp phụ hàm lượng bề mặt  chất bị hấp phụ : x= nchất bị hấp phụ /Schất hấp phụ Đường đẳng nhiệt hấp phụ biểu diễn phụ thuộc dung lượng hấp phụ thời điểm cân ... C/a =f(C) Thế hấp phụ: - Hấp phụ trình xảy chất khí hay chất lỏng bị hút bề mặt chất rắn xốp Chất khí hay gọi chất bị hấp phụ - Phân biệt hấp phụ vật lý hấp phụ hoá học: - Hấp phụ vật lý thường...Độ hấp phụ a (mol/g) lên bề mặt than tính từ công thức : a= V 10-3 : C0 , C (mol) nồng độ đầu nồng độ cân hấp phụ dung dịch V (ml) thể tích dung dịch sảy hấp phụ m (g) lượng chất hấp phụ Để