Лабораторная работа № 2 Исследование адсорбции на ткани

Лабораторная работа № 2
Исследование адсорбции на ткани
Цель работы:
1) Рассчитать величину адсорбции красителя и построить изотерму адсорбции
A=f(C1).
2) Построить график в координатах C/a=f(c) и определить значение предельной
адсорбции amax
Реактивы и оборудование: Мерные колбы емкостью 100 мл (6 шт), стаканчики
емкостью 100 мл (6 шт), стеклянная палочка, мерные цилиндры на 50 мл, пинцет,
аналитические весы, ФЭК, ткань, раствор красителя исходной концентрации.
Практическая часть
Из исходного раствора в мерных колбах приготовили 5 растворов таких
концентраций, чтобы каждый последующий раствор был вдвое разбавление предыдущего.
Из приготовленных растворов, в том числе и исходного, отобрали мерным цилиндром на
25 мл раствора и перенесли в стаканчики. Шесть лоскутов ткани одинаковых по фактуре и
размеру взвесили на аналитических весах, фиксируя массу каждого лоскута в
отдельности. Взвешенные кусочки ткани смочили дистиллированной водой и поместили в
растворы красителя. Крашение ткани проводили в течении 30 минут, периодически
перемешивая содержимое стаканчика стеклянной палочкой. Пока в растворах
происходило крашение, провели определение оптической плотности оставшихся в мерных
колбах растворов с помощью ФЭКА-56М. По полученным данным построили
калибровочную кривую зависимости A=f(C1). По истечению указанного времени кусочки
ткани извлекли из растворов красителя и измерили оптическую плотность каждого
раствора красителя. Используя кривую зависимости A=f(C1), как калибровочную, по
известной оптической плотности А2 растворов после крашения (адсорбция красителя на
ткани), нашли соответствующие ей концентрации (С2). Для этого из точки,
соответствующей величине А2 раствора, после адсорбции, провели прямую параллельную
оси абсцисс до пересечения с калибровочной кривой. Из точки пересечения опустили
перпендикуляр на ось абсцисс. Полученные данные занесли в таблицу 1. Величину
адсорбции красителя рассчитали по формуле 1:
a  (C1  C2 )  V/m
где С1 – концентрация красителя в г/л до адсорбции
С2 – концентрация красителя в г/л после адсорбции
V – объем раствора из которого велась адсорбция, литрах
m – масса адсорбента, в граммах
№
1
2
3
4
5
6
(1)
Таблица 1 – Экспериментальные данные по исследованию адсорбции.
m
С1
А1
С2
А2
а
-5
-5
0,24
20∙10
1,3
6∙10
1,18
1,8∙10-2
0,24
10∙10-5
1,2
4,6∙10-5
1,09
0,96∙10-2
0,24
5∙10-5
1,15
4,1∙10-5
1,04
0,49∙10-2
-5
-5
0,24
2,5∙10
0,85
1∙10
0,7
0,23∙10-2
0,24
1,25∙10-5
0,75
0,8∙10-5
0,62
0,1∙10-2
-5
-5
0,24
0,625∙10
0,6
0,5∙10
0,5
0,044∙10-2
V=25∙10-3 л
Масса фуксина г мл на 100 мл воды. Вычислили концентрацию фуксина в растворе.
7∙10−3
𝑚
𝐶 = 𝑀∙V = 335,5∙0,1 = 2 ∙ 10−4 г/л
Рассчитали величину адсорбции красителя:
𝑎1 =
[(20 − 6) ∙ 10−5 ] ∙ 25 ∙ 10−3
= 1,4 ∙ 10−2
0,24 ∙ 10−3
𝑎2 =
[(10 − 4,6) ∙ 10−5 ] ∙ 25 ∙ 10−3
= 0,56 ∙ 10−2
0,24 ∙ 10−3
𝑎3 =
[(5 − 4,1) ∙ 10−5 ] ∙ 25 ∙ 10−3
= 0,09 ∙ 10−2
0,24 ∙ 10−3
𝑎4 =
[(2,5 − 1) ∙ 10−5 ] ∙ 25 ∙ 10−3
= 0,15 ∙ 10−2
0,24 ∙ 10−3
𝑎5 =
[(1,25 − 0,8) ∙ 10−5 ] ∙ 25 ∙ 10−3
= 0,04 ∙ 10−2
0,24 ∙ 10−3
𝑎6 =
[(0,625 − 0,5) ∙ 10−5 ] ∙ 25 ∙ 10−3
= 0,01 ∙ 10−2
0,24 ∙ 10−3
Построили изотерму адсорбции A=f(C2). Используя уравнение Ленгмюра,
определили графическим методом значение адсорбции a max , для чего уравнение
Ленгмюра преобразуют в уравнение прямой C/a=1/amax∙K+C/amax. Построили график в
координатах C/a=f(C).
По графику зависимости a=f(C2) нашли х=0,23∙10-4 и у=0,92∙10-2
0,23∙10−4
amax = 0,92∙10−2 = 0,25 ∙ 10−2
1
tgα= 0,25∙10−2 =4∙102 =400
Вывод: проведя лабораторную работу, исследовали адсорбцию на ткани, пользуясь
уравнением Ленгмюра, рассчитали величину адсорбции красителя и построили изотерму
адсорбции, по которой определили значение предельной адсорбции.