You're Reading a Free Preview
Pages 4 to 5 are not shown in this preview.
THÍ NGHIỆM VỀ HẤP PHỤ ĐẲNG NHIỆT VÀ PHƯƠNG TRÌNH FREUNDLICH
1. Mục đích
Xác định sự hấp phụ axit axetic bởi than hoạt tính trong dung dịch nước
2. Cơ sở lý thuyết
Sự hấp phụ chất không điện ly hoặc chất điện ly yếu trên ranh giới phân chia pha rắn lỏng thuộc vào loại đặc tính hấp phụ phân tử và tuân theo phương trình Gibbs. Nếu chất tan bị hấp phụ một lượng lớn hơn dung môi thì sự hấp phụ đó gọi là hấp phụ dương, còn ngược lại là hấp phụ âm. Sự hấp phụ của các chất hữu cơ cùng một dãy đồng đẳng tuân theo quy tắc Traube: Sự hấp phụ giảm với sự tăng chiều dài mạch bởi vì với sự tăng kích thước phân tử tiết diện sử dụng của chất hấp phụ để hấp phụ bị giảm, các phân tử lớn không bị rơi vào lỗ hẹp của chất hấp phụ.
Sự hấp phụ trên ranh giới rắn lỏng tuân theo quy tắc thăng bằng độ phân cực của Rebindis: Các chất bị hấp phụ trên ranh giới phân chia pha chỉ xảy ra trong trường hợp nếu do sự có mặt của nó ở lớp bề mặt làm cho hiệu số độ phân cực của pha bị giảm .
Để đo sự hấp phụ, người ta cho một lượng cân chính xác chất hấp phụ vào các thể tích như nhau của dung dịch chất bị hấp phụ. Lượng chất bị hấp phụ được tính như là hiệu số nồng độ đầu và nồng độ cân bằng trong các thể tích như nhau của dung dịch. Trong các dung dịch loãng, thông thường người ta không tính sự hấp phụ của dung môi. Theo các dữ kiện thực nghiệm xây dựng đồ thị sự phụ thuộc khối lượng chất bị hấp phụ vào nồng độ cân bằng của nó trong dung dịch.
Sự hấp phụ trên vật xốp từ dung dịch loãng được mô tả bằng phương trình thực nghiệm Freundlich:
X/m = k Cn
Trong đó: X là số mol chất bị hấp phụ [mol/l]
m là khối lượng chất hấp phụ [g]
C là nồng độ cân bằng [mol/l hay mmol/l]
k là hằng số tương ứng cho khối lượng của chất bị hấp phụ ở nồng độ cân bằng.
n là hằng số [n = 0,1 ÷ 0,5]
Để tìm hằng số k và n thì chuyển phương trình trên thành dạng khác:
lg[x/m] = lgk + nlgC
Khi đó đồ thị phụ thuộc lg[x/m] vào lgC là đường thẳng.
3. Thực nghiệm
3.1 Dụng cụ
Bình tam giác 250ml: :12 cái
Phễu lọc Φ100 :6 cái
Pipet 25ml : 1 cái [hút CH3COOH 0,4N]
Pipet 10ml : 1 cái [hút dung dịch cần chuẩn độ]
Cốc 100 ml : 1 cái [đựng NaOH 0,1N]
Buret 25ml :1 cái
Giấy lọc :1 hộp
3.2 Hóa chất
CH3COOH 0,4N :200 ml
NaOH 0,1N :400 ml
Chỉ thị Phenolphtalein :1 lọ
Than hoạt tính : 6 gam
3.3 Cách làm
Cho vào 6 bình tam giác theo tỉ lệ:
| Bình | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| CH3COOH 0,4N | 50 | 40 | 30 | 20 | 10 | 5 |
| Nước cất[ml] | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 45 |
| Than hoạt tính [g] | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Lắc mạnh khoảng 30 phút, sau đó để yên 15 phút cho cân bằng rồi lọc dung dịch vào 6 bình khác. Chuẩn độ mỗi bình dung dịch sau khi hấp phụ 2-3 lần rồi lấy kết quả trung bình.
Chú ý: Mỗi lần chuẩn lấy 10ml và cho thêm 3 giọt phenolphtalein, chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,1N đến khi xuất hiện màu hồng.
Kết quả thí nghiệm được ghi vào bảng sau:
| Bình | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| VNaOH 1 | ||||||
| 2 | ||||||
| 3 | ||||||
| V trung bình của NaOH |
3.4 Tính kết quả thí nghiệm
Hấp phụ là sự lắng đọng của các phân tử trên bề mặt. Các loại phân tử bị hấp phụ trên bề mặt được gọi là chất bị hấp phụ và bề mặt xảy ra sự hấp phụ được gọi là chất hấp phụ. Các ví dụ phổ biến về chất hấp phụ là đất sét, silica gel, chất keo, kim loại.
Đang xem: Hấp phụ là gì
Hấp phụ là một hiện tượng bề mặt. Quá trình loại bỏ chất hấp phụ khỏi bề mặt của chất hấp phụ được gọi là quá trình giải hấp.
Sự khác biệt giữa hấp thụ và hấp phụ
Các loại hấp phụ
Có hai loại hấp phụ gồm: Hấp phụ vật lý và Hấp phụ hóa học hoặc Hấp phụ hóa học.
Hấp phụ vật lý
Hấp phụ vật lý iên quan đến sự hấp phụ các chất khí trên bề mặt rắn thông qua lực van der Waal yếu.Đặc điểm của hấp phụ vật lý•Không có tính đặc hiệu trong trường hợp hấp phụ vật lý. Mọi chất khí đều bị hấp phụ trên bề mặt của chất rắn.•Bản chất của chất hấp phụ: Khí dễ hóa lỏng được hấp thụ mạnh về mặt vật lý.•Hấp phụ vật lý có bản chất là thuận nghịch. Nếu tăng áp suất, thể tích của khí giảm đi do có nhiều khí bị hấp phụ hơn. Vì vậy, bằng cách giảm áp suất, khí có thể được loại bỏ khỏi bề mặt rắn. Nhiệt độ thấp thúc đẩy quá trình hấp phụ vật lý và nhiệt độ cao làm giảm tốc độ hấp phụ.•Các chất xốp và kim loại mịn là những chất hấp phụ tốt.•Hấp phụ vật lý là một quá trình tỏa nhiệt.•Không cần năng lượng kích hoạt.
READ: Thế Nào Là Một Dịch Vụ Khách Hàng Là Gì ? Dịch Vụ Khách Hàng Là Gì
Hấp phụ hóa học
Khi các phân tử hoặc nguyên tử khí được giữ trên bề mặt rắn thông qua các liên kết hóa học, kiểu hấp phụ này là hấp phụ hóa học.
Xem thêm: Đường Kính Lưỡng Đỉnh Là Gì? Đường Kính Lưỡng Đỉnh Nhỏ Có Đáng Lo
Đặc điểm của hấp phụ hóa học•Sự hấp phụ chỉ xảy ra nếu có sự hình thành các liên kết hóa học giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ.•Hấp phụ hóa học là quá trình tỏa nhiệt nhưng xảy ra chậm ở nhiệt độ thấp. Sự hấp thụ hóa học đi kèm với sự gia tăng nhiệt độ. Áp suất cao thúc đẩy quá trình hấp thụ hóa học.•Sự hấp thụ hóa học tăng lên khi diện tích bề mặt tăng lên.•Sự hình thành liên kết hóa học nên entanpi của quá trình hấp thụ hóa học cao.•Cần năng lượng kích hoạt.•Hình thành lớp đơn phân tử.
Đường đẳng nhiệt hấp phụ
Đường đẳng nhiệt hấp phụ là đồ thị biểu thị quan hệ giữa lượng chất hấp phụ bị hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ và áp suất ở nhiệt độ không đổi.
Đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich
Freundlich đề xuất một mối quan hệ thực nghiệm giữa lượng khí bị hấp phụ bởi khối lượng đơn vị của chất hấp phụ và áp suất ở một nhiệt độ cụ thể. Phương trình sau đã được đề xuất cho đẳng nhiệt hấp phụ freundlich-
x / m = k. p 1 / n [n> 1]
Hình 3. Đường đẳng nhiệt hấp phụ
Chú thích:– x là khối lượng của khí bị hấp phụ- m là khối lượng của chất hấp phụ- p là áp suất- k và n là các hằng số phụ thuộc vào bản chất của chất hấp phụ và chất khí ở một nhiệt độ cụ thể.Lấy log của phương trình trên, ta sẽ thấy phương trình sau:
x / m được vẽ trên trục y và log p nằm trên trục x. Nếu quan sát được đường thẳng thì chỉ xác minh được đường đẳng nhiệt freundlich.