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

BÀI 10: HẤP PHỤ TRONG DUNG DỊCH TRÊN BỀ MẶT CHẤTHẤP PHỤ RẮN I.. Mục đích thí nghiệm: Khảo sát sự hấp phụ CH3COOH trên than hoạt tính ở nhiệt độ phòng.. Trong hấp phụ các chất trên bề mặ

BÀI 10: HẤP PHỤ TRONG DUNG DỊCH TRÊN BỀ MẶT CHẤT

HẤP PHỤ RẮN

I LÝ THUYẾT

1. Mục đích thí nghiệm: Khảo sát sự hấp phụ CH3COOH trên than hoạt tính ở nhiệt độ phòng

2. Nguyên tắc: Hấp phụ là danh từ dùng để mô tả hiện tượng trong đó có một chất nào đó ( dưới dạng phân tử, hay ion) có khuynh hướng tập hợp trung chất chứa trên bề mặt pha Ở đây ít nhất có 2 cấu tử: dung môi chất tan và chất tan Cấu tử nào đó hấp phụ và cạnh tranh nhau các

vị trí trên bề mặt

Trong hấp phụ các chất trên bề mặt chất hấp phụ rắn nguyên nhân chủ yếu của sự hấp phụ là do năng lượng dư bề mặt ranh giới phân chia pha rắn – khí – hay lỏng Các lực tương tác trong bề mặt hấp phụ này có thể là các lực Van der Waals hay lực gây nên do tương tác hóa học hay có thể do 2 loại tương tác trên Lượng chất bị hấp phụ tùy thuộc vào các yếu tố :

- Bản chất của chất bị hấp phụ và chất hấp phụ

- Nồng độ chất tan

Thí nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ không đổi , do đó có thể đo được một số mol chất bị hấp phụ trên 1g chất hấp phụ rắn (a) ở các nồng độ chất tan khác nhau (C) đường biểu diễn a =f(C) được gọi là đường đẳng nhiệt hấp phụ

a= V 10-3

trong đó : C0 , C (mol) là nồng độ đầu và nồng độ tại cân bằng hấp phụ của dung dịch

V (ml) thể tích dung dịch trong đó sảy ra hấp phụ

m (g) lượng chất hấp phụ

Để đo độ hấp phụ , cho vào các bình thể tích dung dịch V như

chính xác của chất hấp phụ Xác định nồng độ chất tan trước khi hấp phụ C0 và nồng độ sau khi cân bằng C Trong dung dịch bỏ qua

sự hấp phụ của dung môi Từ kết quả thực nghiệm ta dựng đồ thị a= f(C)

Một số phương trình thực nghiệm và lý thuyết đã được sử dụng để biểu thị các đường đẳng nhiệt hấp phụ :

Phương trình Feundlich: là phương trình thực nghiệm cho sự hấp phụ chất khí hay chất hòa tan trong dung dịch, thích hợp ở khoảng nồng độ trung bình

a= K C1/n

hay: lga = 1/nlgC + lgk

trong đó:

K, 1/n là những hằng số

đồ thị lga = f (lgC) có hệ số góc tg ( = 1/n với tung độ góc là lgK phương trình Langmuri : là phương trình lyd thuyết cho hấp phụ đơn lớp:

: độ che phủ bề mặt

amax : số mol tối đa bị hấp phụ trên 1g chất rắn sao cho phân tử tạo đơn lớp

Đồ thị C/a =f(C) là đường thằng có hệ số góc tg với tung độ góc

Đồ thị dạng đường hấp phụ nhiệt

a

amax ………

C

Đồ thị thể hiện cách xác định a, K trong phương trình Langmuir

c/a

tg

3. Dụng cụ và hóa chất :

- 1pipette 10ml - CH3COOH

- 1 buret 25ml -NaOH 0,1M

- 6 beaker 100ml -than hoạt tính

- Bình định mức 100ml - phenolphatein

- 6 erlen 250 ml có nút nhám

- 6 phễu thủy tinh

4. Cách tiến hành :

nồng độ như bảng 10

- Chuẩn độ lại dung dịch ra pha bằng dung dịch NaOh với thuốc thử phenolphatein Bình 1,2,3 lấy 20ml acid và bình 4,5,6 lấy 10ml

acid để chuẩn độ Mỗi bình chuẩn độ 3 lần

Bảng thể tích dung dịch CH3COOH cần pha :

Dd cần

Thể tích

(ml)

Nồng độ

- Cân chính xác 3g than hoạt tính đã nghiền nhỏ cho vào mỗi erlen có chứa 100ml dung dịch acid trên lắc kỹ trong 20 phút

- Lắng 20 phút rồi lọc qua giấy lọc

- Lấy nước lọc với lượng như lần chuẩn độ trước ở mỗi bình để chuẩn

độ bằng NaOH

- Từ hiệu thể tích NaOH 0,1M giữa 2 lần chuẩn độ trước và sau khi

hấp phụ có thể có tính được lượng acid đã hấp phụ bởi m (g) than

hoạt tính trong 100ml dung dịch từng bình

II BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

1. Kết quả thí nghiệm: Xác định nồng độ dung dịch CH3COOH sau

khi pha

2. Xác định nồng độ dung dịch CH3COOH sau khi hấp phụ :

3. Vẽ đồ thị đường thẳng đẳng nhiệt hấp phụ a=f( C ) :

Đồ thị C/a =f(C)

a(molg) 2,5.10-5 4,7 10

Đồ thị C/a =f(C)

Thế nào là sự hấp phụ:

- Hấp phụ là quá trình xảy ra khi một chất khí hay chất lỏng bị hút trên bề mặt một chất rắn xốp Chất khí hay hơi được gọi là chất bị hấp phụ

- Phân biệt hấp phụ vật lý và hấp phụ hoá học:

- Hấp phụ vật lý thường nhiệt không lớn , gần bằng nhiệt hóa lỏng hay bay hơi của chất bị hấp phụ ở điều kiện hấp phụ và thường nhỏ hơn 20KJ/mol

- Hấp phụ hóa học thường nhiệt khá lớn từ 40 – 80KJ/mol , nhiều khi gần bằng nhiệt của phản ứng hóa học

 Độ hấp phụ là lượng chất bị hấp phụ tính theo mol trong một đơn vị diện tích bề mặt , vật hấp phụ chính là hàm lượng bề mặt của chất bị hấp phụ : x= nchất bị hấp phụ /Schất hấp phụ

hấp phụ tại thời điểm cân bằng