Лабораторная работа №8 Адсорбция пищевого красителя на

Лабораторная работа №8
Адсорбция пищевого красителя на активированном угле
Цель: изучить адсорбцию пищевого красителя на поверхности твердого
адсорбента.
Приборы и реактивы: технические весы, ФЭК, конические колбы на 100 мл – 10
шт, мерные колбы на 50 мл – 5 шт, градуированные пипетки на 2, 5, 10 мл, пищевой
краситель, активированный уголь, фильтровальная бумага.
Ход работы:
1. Приготовление исходных растворов красителя: на аналитических весах взяли
исходную навеску пищевого красителя m=0,1 г, внесли в мерную колбу на 100 мл, довели
объем раствора до метки дистиллированной водой и тщательно перемешали.
Разбавлением данного раствора красителя, массовая концентрация которого 1 г/дм3,
приготовили растворы различных концентраций. Для этого в 5 мерных колбах на 50 мл
влили в указанных в таблице количественных отношениях растворов красителей с=1
г/дм3, довели объемы колб до метки дистиллированной водой и перемешали.
2. Изучение зависимости оптической плотности растворов от концентрации:
для раствора измерили оптическую плотность относительно воды в интервале значений
длины волны λ=300-800 нм. Измерения проводили через 30-40 нм, а найдя границы
максимума , измерили повторно оптическую плотность в этой области через 5 нм. По
полученным данным определили длину волны, при которой наблюдается максимальное
поглощение света λmax.
Таблица 1 – Экспериментальные данные по адсорбции пищевого красителя на
активированном угле.
№ раствора
1
2
3
4
5
Объем израсходованного
раствора красителя с=1
2
5
10
20
30
г/дм3, Vисх см3
Массовая концентрация
приготовленных
0,04
0,1
0,2
0,4
0,6
растворов красителя, С0
г/дм3
Оптическая плотность
раствора при λmax до
0,12
0,21
0,33
0,51
0,64
адсорбции D0
Оптическая плотность
раствора при λmax после
0,08
0,16
0,26
0,44
0,58
адсорбции D
Массовая концентрация
раствора красителя после
0,03
0,06
0,15
0,34
0,53
3
адсорбции, С г/дм
(С0-С)
0,01
0,04
0,05
0,06
0,07
-4
-4
-4
-4
Адсорбция α, г/г
10∙10
40∙10
50∙10
60∙10
70∙10-4
4
3,4
3,35
3,3
3,16
lg α
lgc
2,52
2,22
1,81
1,46
1,28
Измерили на спектрометре оптическую плотность оставшихся четырех растворов
красителя при λmax, значения заносят в таблицу.
3. Изучение адсорбции красителя на угле: в 5 конических колб на 100 мл внесли
навески активированного угля (по 1 г), каждые из приготовленных растворов красителя
(50 мл) перенесли в одну из конических колб с навеской угля и оставляют на 30 мин,
взбалтывая содержимое колбы через каждые 5 мин.
По истечении 30 мин адсорбции растворы отфильтровали. Определили
концентрацию красителя после адсорбции, измеряя оптическую плотность растворов при
λmax, значение которого определяют до этого.
Обработка экспериментальных данных:
1) Рассчитали массовую концентрацию приготовленных растворов красителей в
г/дм .
3
С1V1=C2V2
C1,1=2/50=0,04
C1,2=5/50=0,1
C1,3=10/50=0,2
C1,4=20/50=0,4
C1,5=30/50=0,6
2) Рассчитали значения адсорбции:
𝑎1 =
𝑎2 =
𝑎3 =
𝑎4 =
𝑎5 =
(0,04−0,03)∙50∙10−3
0,5
(0,1−0,06)∙50∙10−3
0,5
(0,2−0,15)∙50∙10−3
0,5
(0,4−0,34)∙50∙10−3
0,5
(0,6−0,53)∙50∙10−3
0,5
=1∙10-3
=4∙10-3
=5∙10-3
=6∙10-3
=7∙10-3
В области средних концентраций растворенного вещества его адсорбция хорошо
описывается уравнением Фрейндлиха:
A=Kc1/n
где K и c – постоянные.
Чтобы определить постоянные величины уравнения Фрейндлиха, привели его к
линейному виду логарифмированием:
Lga=lgK+1/nlgc
Из графика изотермы адсорбции, построенного в координатах «lga-lgc»,
определили постоянные уравнения Фрейндлиха. Тангенс угла наклона прямой к оси
абсцисс равен угловому коэффициенту линейной функции 1/n. Отрезок, отсекаемый
прямой на оси ординат, есть член линейной функции и равен lgK.
x=0,84
y=lgK=0,1
𝑥
0,1
tgα=𝑦 = 0,84 =0,12
Вывод: выполнив лабораторную работу, изучили адсорбцию пищевого красителя
на поверхности активированного угля, изучили зависимость оптической плотности
растворов от их концентрации, убедились в том, что адсорбция есть процесс
самопроизвольного перераспределения компонентов системы между поверхностным
слоем и объемной фазой.