- •6. Адсорбция
- •6.1. Термодинамика поверхностных явлений
- •6.1.1. Основные понятия, законы, определения
- •6.1.2. Изотерма адсорбции
- •6.1.3. Адсорбция на поверхности твёрдого тела. Изотерма Лэнгмюра
- •6.1.4. Изотерма бэт
- •6.1.5. Применение изотерм адсорбции для определения удельной поверхности
- •6.1.6. Адсорбция растворённого вещества на поверхности раствора. Изотерма Гиббса
- •6.2. Лабораторные работы
- •6.2.1. Работа а-1. Изучение адсорбции спиртов из водных растворов на границе «жидкость–воздух» методом Ребиндера
- •6.2.2. Работа а-2. Изучение адсорбции органических кислот на твёрдом адсорбенте из водного раствора
- •6.2.3. Работа а-3. Изучение адсорбции паров воды на твёрдом адсорбенте
- •6.2.4. Работа а-4. Определение теплоты адсорбции хроматографическим методом
- •Устройство установки
- •6.3. Контрольные вопросы
Устройство установки
В данной работе используется модифицированный хроматограф ЛХМ-8мд. Установка состоит из следующих основных узлов и систем:
– блок дозировки газа-носителя (гелий);
– система дозировки паров спирта;
– 6-ходовой кран дозатор для ввода пробы;
– основной аналитический блок хроматографа, включающий колонки, детектор и воздушный термостат;
– блок управления и питания детектора;
– система сбора данных на основе персонального компьютера.
Система дозировки газа-носителя состоит из баллона с гелием, редуктора и штатного механического регулятора расхода газа.
Система дозировки паров спирта, которая используется в работе, выполнена на основе сатуратора. Газ пробулькивает через ампулу со спиртом, которая выдерживается при комнатной температуре. Пары этанола или другого спирта в токе газа поступают на 6-ходовой кран-дозатор.
Система хроматографического анализа выполнена на базе модифицированного хроматографа ЛХМ-8мд. Управление хроматографом производится вручную, а запись и обработка хроматограммы осуществляется с помощью ПК.
Система сбора данных работает под управлением компьютерной программы Himlab-3. С её работой можно познакомиться, просмотрев видеофильм, имеющийся на компьютере, который входит в состав установки.
Включение установки
(включение и выключение установки выполняет лаборант)
– открыть баллон с Не, установить давление на редукторе 4 атм;
– пенником проверить наличие расхода газа через колонки;
– включить сетевой тумблер под крышкой основного аналитического блока;
– установить температуру испарителя 125 С;
– установить требуемую температуру колонок (не выше 150 С);
– установить ток детектора 100 ма;
– время прогрева хроматографа не менее 30 минут;
– установить расход газа-носителя через колонки 30 мл/мин;
– включить компьютер и два блока связи с хроматографом;
– открыть программу Himlab с рабочего стола;
– задать: «период дискретизации» – 25, кран – 0.
Студенты начинают работу, когда установка уже включена.
Начало опыта
– Установить «ноль» для регистрации хроматограммы. Для этого в окне программы нажать кнопку «ноль», появится окно, имитирующее шкалу стрелочного прибора и стрелку. Ручками «грубо» и «точно» на блоке управления вывести стрелку приблизительно в среднее положение. Чтобы хроматограмма правильно регистрировалась и обрабатывалась, достаточно, чтобы стрелка была в пределах шкалы. Закрыть окно. После нажатия кнопки «пол» (получить), можно посмотреть заданное значение.
– Поставить 6-ходовой кран в положение «отбор пробы» не менее чем на 30 сек.
– В окне программы нажать кнопку «анализ». Символ кнопки на экране начнёт пульсировать.
– Быстрым движением перевести 6-ходовой кран в положение «ввод» и одновременно нажать кнопку начала записи хроматограммы (чёрная кнопка на отдельном маленьком блоке: сиреневой коробочке). Начинается запись хроматограммы. Пик со временем удерживания 10–15 с отвечает выходу несорбирующегося газа (t0), второй пик – это вода, которая обычно присутствует в спиртах, третий пик – спирт.
– Для остановки записи хроматограммы нажать кнопку «стоп».
– После остановки происходит автоматическая обработка хроматограммы, появляются три колонки цифр: номер пика, время удерживания и площадь пика. Записать время удерживания спирта и t0.
– Повторить опыт при заданной температуре три раза.
– Изменить температуру колонок, через 10 минут установить расход газа через колонки 30 мл/мин, установить «ноль» и проделать опыт при выбранной температуре.
– Провести опыты при 3–5 температурах.
Обработка результатов.
Полученные данные занести в таблицу 6.6:
Таблица 6.6
Т, К |
1000/Т |
t |
tR |
ln(tR) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По данным табл. 6.6 построить график зависимости ln(tR) от 1000/T и найти стандартную энтальпию адсорбции.
Допускается сохранять хроматограммы в электронном виде, без распечатки на бумагу.