Правильні відповіді.

1) Правильна відповідь в).

Адсорбція на межі поділу фаз рідина - тверде тіло залежить від природи адсорбента та адсорбата (рідина), температури і практично не залежить від тиску, оскільки рідини майже на стискуються.

2) Правильна відповідь а).

Вугілля є неполярним гідрофобним адсорбентом. Згідно з правилом урівнювання полярностей Ребіндера, поверхнево-активна речовина краще буде адсорбуватися на вугіллі з полярного розчинника, займаючи тим самим проміжне за полярністю місце між розчинником і адсорбентом. Найбільш полярним розчинником з тих, що наведені у відповідях, є вода.

3) Правильна відповідь в).

Правило Дюкло-Траубе виконується тільки при адсорбції поверхнево-активних речовин на гідрофобних адсорбентах з водних розчинів або розчинів на базі полярних розчинників, і при збільшенні вуглеводневого радикала (гідрофобної частини дифільної молекули) адсорбція молекул ПАР збільшується. При адсорбції ПАР з неполярних розчинників на гідрофільних адсорбентах спостерігаються результати, обернені правилу Дюкло-Траубе: збільшення гідрофобного ланцюга дифільної молекули призводить до зменшення адсорбції.

4) Правильна відповідь а).

Адсорбція йонів тим більша, чим більший вони мають заряд і менший ступінь гідратації. Чим ближчі за природою йони та адсорбент, тим краще йде адсорбція йонів. Маса адсорбента не впливає на адсорбцію йонів, яка кількісно залежить від площі поверхні адсорбента. Роль тиску при адсорбції на межі поділу фаз “рідина-тверде тіло” обговорювалася раніше.

5) Правильні відповіді а), б).

За правилами Панета-Фаянса кристалічну гратку AgI можуть добудовувати йони Ag⁺ та І^, отже, тільки вони будуть адсорбуватися на поверхні кристали-ків AgI у залежності від того, який йон знаходиться у надлишку.

6) Правильні відповіді б), г).

Катіоніт у Н⁺-формі здатний обмінювати свої рухомі йони Н⁺ на катіони, що знаходяться у розчині. Отже, пропускаючи розчин з катіонами кальцію або натрію крізь шар такого катіоніту, можна повністю звільнити розчин від цих катіонів, замінивши їх на катіони гідрогену.

8. Вказівки до роботи студентів на занятті.

8.1.Приготування початкових розчинів оцтової кислоти.

У чотири пронумеровані колби внести по 50,0 см³ дистильованої води. У першу колбу додати 50,0 см³ вихідного розчину оцтової кислоти з концен-трацією приблизно 0,8 моль/дм³. Вміст першої колби перемішати, перенести 50,0 см³ цього розчину у другу колбу. Вміст другої колби також перемішати і перенести 50,0 см³ цього розчину у третю колбу. Із третьої колби таким же чином переносять 50,0 см³ у четверту, з якої після перемішування 50,0 см³ виливають геть. Таким чином, концентрація оцтової кислоти у першій колбі буде вдвічі меншою, ніж концентрація вихідного розчину, а концентрація кожного наступного з початкових розчинів буде вдвічі меншою, ніж попереднього.

8.2. Проведення адсорбції оцтової кислоти на вугіллі.

До кожного з чотирьох початкових розчинів додати по 1 г активованого вугілля. Витримати колби 20 хвилин при регулярному перемішуванні сумішей. Протягом цього часу відбувається адсорбція оцтової кислоти на вугіллі, і встановлюється адсорбційна рівновага.

8.3. Визначення точної концентрації оцтової кислоти у початкових

розчинах.

Спочатку визначити точну концентрацію вихідного розчину оцтової кислоти. Для цього 5,0 см³ вихідного розчину відтитрувати робочим розчином NaOH по фенолфталеїну і розрахувати концентрацію оцтової кислоти у вихідному розчині за формулою:

С_вих(CH₃COOH) = , моль/дм³, де:

C(NaOH) –концентрація робочого розчину NaOH, моль/дм³;

V(NaOH) –середній обєм титранта, см³;

V (CH₃COOH) – обєм вихідного розчину оцтової кислоти, що був

узятий на титрування, см³.

Потім розрахувати концентрацію оцтової кислоти у кожному з чотирьох початкових розчинів – С_0і.

Значення занести у таблицю.

8.4. Визначення рівноважних концентрацій оцтової кислоти після

адсорбції.

Приготувати чотири чисті сухі колби з лійками і сухими фільтрами.

Після закінчення адсорбції профільтрувати всі чотири розчини, відкидаючи перші порції фільтратів.

У колбу для титрування послідовно відбирати по 10,0 см³ кожного з фільтратів і титрувати робочим розчином NaOH по фенолфталеїну. Розрахувати концентрацію оцтової кислоти у кожному фільтраті – С_і.

Результати занести у таблицю.

№ п/п	Початкова концентрація оцтової к-тиC0i,моль/дм^3	Рівноважна концентрація оцтової к-ти Сі, моль/дм^3	Кількість адсорбова-ної оцтової к-ти Хі, моль	Величи- на ад- сорбції ,	lgCі	lg	Константи у рівнянні Фрейндліха
							К	1/n
1 2 3 4

8.5. Проведення розрахунків.

Визначити кількість адсорбованої оцтової кислоти за формулою:

X_i = (C_0i – C_i)· , моль

де: С_0і , С_і – відповідно початкова та рівноважна концентрації оцтової кислоти, моль/дм³;

V – обєм розчину оцтової кислоти, взятий для адсорбції, см³ .

Розрахувати величину адсорбції оцтової кислоти на 1 кг адсорбента за формулою:

= · 1000 , моль/кг

де: m(вуг.) – маса активованого вугілля, взятого для адсорбції, г;

m(вуг.) = 1 г.

Визначають значення : lg C_i та lg .

Результати всіх розрахунків заносять у таблицю.

8.6. Побудова графіків та визначення констант у рівнянні Фрейндліха для адсорбції оцтової кислоти.

На базі експериментальних та розрахункових даних побудувати графіки ізотерми адсорбції Фрейндліха у звичайній (А ,рис.3.1) та лінеаризованій (В ,рис.3.2) формах:

А : =K · C_i^1/n B : lg= lgK +lgC_i

lg



M

o C_i O о lg C_i

Рис. 3.1.Рис.3.2.

Для знаходження величини К у рівнянні Фрейндліха визначити величину відрізка ОМ (рис. 3.2.) з урахуванням масштабу по осі ординат.

Потім визначити антилогарифм величини відрізка, бо lgK=ОМ.

Константу 1/n знаходять, визначаючи значення tg  (рис. 3.2.) з урахуванням масштабів по осях, бо 1/n = tg .

Значення констант К і 1/n занести у таблицю і записати рівняння Фрейндліха для адсорбції оцтової кислоти на вугіллі.

8.7.Оформлення протоколу лабораторної роботи.

У зошиті записати необхідні розрахунки, побудувати графіки, заповнити таблицю, зробити висновок.