اتضح أن الكثير منا يعاني من تسمم مزمن في الجسم ويحتاج إلى ذلك تنظيف الربيعمن الداخل. كما هو الحال مع التسمم الحاديمكن تحقيق نتائج جيدة وسريعة بمساعدة الممتزات. كيف تعمل هذه المواد في الجسم؟ سيساعدك مقتطف من كتاب أوليغ أولجين "تجارب بدون انفجارات" على تخيل عملية الامتزاز.

بمجرد وضع بقعة حبر على الورق، أو ما هو أسوأ من ذلك بكثير، على الملابس، تتعرف على الفور على هذه الظاهرة. عندما يمتص سطح مادة ما (الورق، القماش، إلخ) جزيئات مادة أخرى (الحبر، وما إلى ذلك)، فإن هذا يعتبر امتزازًا.

الممتزات الجيدة جدًا هي الفحم. وليس الحجر بل الخشب، وليس الخشب فقط، بل النشط (المنشط). ويباع هذا النوع من الفحم في الصيدليات، عادة على شكل أقراص. هذا هو المكان الذي سنبدأ فيه تجارب الامتزاز.

قم بإعداد محلول شاحب من الحبر من أي لون واسكبه في أنبوب الاختبار، ولكن ليس إلى الأعلى. ضع قرصًا من الكربون النشط، ويفضل أن يكون مسحوقًا، في أنبوب الاختبار، وأغلقه بإصبعك ورجه جيدًا.

سوف يضيء الحل أمام عينيك. قم بتغيير المحلول إلى محلول آخر ولكن ملون أيضًا - فليكن مخففًا بالغواش أو الألوان المائية. وسوف يكون التأثير نفسه. وإذا أخذت قطعًا من الفحم فقط، فسوف تمتص الصبغة بسهولة أقل بكثير.

لا يوجد شيء غريب في هذا: الكربون المنشط يختلف عن الكربون المنشط مواضيع عاديةأنه يحتوي على مساحة سطح أكبر بكثير. جزيئاته مليئة حرفيًا بالمسام (لهذا الغرض، الفحم بطريقة خاصةمعالجتها وإزالة الشوائب منها). وبما أن الامتزاز هو امتصاص بواسطة السطح، فمن الواضح: كلما كان السطح أكبر، كان الامتصاص أفضل.

الممتزات قادرة على امتصاص المواد ليس فقط من المحاليل. خذ نصف لتر جرة زجاجيةوأسقط قطرة واحدة من الكولونيا أو أي مادة أخرى ذات رائحة في القاع. ضع راحة يدك حول الجرة وأمسكها هناك لمدة نصف دقيقة لتدفئة السائل ذو الرائحة قليلاً - ثم يتبخر بشكل أسرع وتكون رائحته أقوى.

الآن ضع بعض الكربون النشط في القارورة، وأغلقها بإحكام بغطاء واتركها لبضع دقائق. قم بإزالة الغطاء وقم مرة أخرى بتوجيه الهواء نحوك باستخدام موجات النخيل. اختفت الرائحة. تم امتصاصه بواسطة المادة المازة، أو بشكل أكثر دقة، تم امتصاص جزيئات المادة المتطايرة التي وضعتها في الجرة.

ليس من الضروري تناول الكربون المنشط لهذه التجارب. هناك العديد من المواد الأخرى التي يمكن أن تكون بمثابة مواد ماصة: التوف، الطين الجاف، الطباشير، الورق النشاف. في كلمة واحدة، الأكثر مواد مختلفةولكن دائمًا بسطح متطور. بما في ذلك بعض منتجات الطعام— ربما تعرف مدى سهولة امتصاص الخبز للروائح الغريبة. ليس من قبيل الصدفة أنه لا يُنصح بالاحتفاظ بخبز القمح في نفس عبوة خبز الجاودار - حيث تمتزج روائحهم ويفقد كل منها رائحته الخاصة والفريدة من نوعها.

المادة الماصة الجيدة جدًا هي الذرة المنتفخة، أو أعواد الذرة، التي يحبها الكثير منا. الخبرة السابقة مع مواد ذات رائحةكرر ذلك في وجود أعواد الذرة - وستختفي الرائحة تمامًا. وبطبيعة الحال، بعد التجربة لم يعد بإمكانك تناول عيدان تناول الطعام.

الآن في المطابخ مواقد الغازتركيب أجهزة لتنقية الهواء من الأبخرة والدخان. تحتوي هذه الأجهزة على خرطوشة تحتوي على نوع من المواد الماصة التي يتم من خلالها دفع الهواء الملوث. ماذا يحدث في هذه الحالة، أنت تعرف الآن.

منطقة لينينغراد منطقة فيبورغقرية بيرفومايسكو

MBOU "مركز بيرفومايسكي التعليمي"

بحث

دراسة خواص القدرة الامتصاصية للكربون المنشط

القسم - الكيمياء

تم إنجازه من قبل طلاب الصف 9A

أنتيمونيك ألكسندرا وشاياخمتوفا ألسو

رئيس Zhamalova ليوبوف ألكساندروفنا

مدرس كيمياء وأحياء

2015 محتوى

الفصل

صفحة

1

مقدمة

3

2

الجزء النظري

2.1 الامتزاز كظاهرة

5

2.2 مرجع تاريخي

6

2.3 طرق الحصول عليها

7

2.4 مجالات تطبيق الكربون المنشط

8

3

الجزء العملي

3.1 البحث في مختبر المدرسة

11

3.2 البحث في المنزل

13

4

خاتمة

14

5

كتب مستخدمة

15

6

التطبيق (العرض التقديمي)

-

مقدمة

في صف الكيمياء، تعرفنا على خاصية الكربون مثل الامتزاز. مهمدفعنا الامتزاز، سواء في الصناعة أو في الحياة اليومية، إلى دراسة ظاهرة الامتزاز في مختبر المدرسة وفي المنزل باستخدام مثال الكربون المنشط. أردنا معرفة ما إذا كان بإمكانه امتصاص جميع المواد.

أهمية العمل :

أهمية الامتزاز فيما يتعلق بالحل مشاكل بيئيةومشاكل الحصول على مواد عالية النقاء.

جذب أطفال المدارس لدراسة الكيمياء من منظور عملي وتطبيق المعرفة المكتسبة في الحياة اليومية.

تنمية الاهتمام لدى تلاميذ المدارس باكتساب المهارات النظرية والعملية في الكيمياء: العمل في المختبر، والعمل مع الإنترنت للبحث عن المعلومات ونقلها.

حداثة الموضوع المختار يتكون من دراسة بسيطة لأسباب الامتزاز بين أطفال المدارس.

الغرض من هذا العمل يكوندراسة قدرة الامتزاز للكربون المنشط

المهام المحددة لتحقيق الهدف :

العثور على أمثلة تطبيق عمليقدرة امتصاص الكربون المنشط النشاط المهنيوفي حياة الإنسان.

دراسة قدرة الامتزاز للكربون المنشط؛

مراقبة وتحليل ظاهرة الامتزاز باستخدام الكربون المنشط كمثال.

بالنسبة للدراسة تعرفنا على ما يلي المصادر العلميةكما كشفت الأدبيات التقنية وموارد الإنترنت والموسوعات أن ظاهرة الامتزاز ممثلة على نطاق واسع وظاهرة مدروسة جيدا.يعتمد الامتزاز على التنقية والتجفيف وفصل الغاز وعمليات أخرى. بناءً على الامتزاز، يتم تنقية المياه وتصفيتها، والتي يتم استخدامها لاحقًا للشرب والاحتياجات الفنية.في الجزء النظري، استخدمنا مواد من التقنية و الأدب التاريخيوفي التجربة استخدمنا كتابًا مدرسيًا للطلاب الكيمياء التحليلية. ورشة عمل مختبرية.

طرق البحث المستخدمة في العمل :

دراسة واختيار المواد؛

ملاحظةوتحليل ظواهر الامتزاز.

تجربة.

النتائج المخططة:

مراقبة وتحليل ظاهرة الامتزاز باستخدام الكربون المنشط كمثال؛

لدراسة قدرة الامتزاز للكربون المنشط.

- العثور على أمثلة للتطبيق العملي لقدرة امتصاص الكربون المنشط في الأنشطة المهنية وفي الحياة.

الجزء النظري

الامتزاز كظاهرة.

رائحة ملابس الرسام مثل زيت التربنتين والطلاء، ورائحة ملابس الحلواني برائحة جوزة الطيب، ورائحة ملابس السائق بالبنزين. ويعود السبب في ذلك إلى امتزاز جزيئات الغاز على الملابس التي يتكون نسيجها نظام تفريق. يعتمد الامتزاز على التنقية والتجفيف وفصل الغاز وعمليات أخرى. تنظيف الزيوت النباتيةمن الأصباغ، تتم عملية ما يسمى بتبييض الزيوت، باستخدام الصخور الطينية التي تعمل كمواد ماصة.
بناءً على الامتزاز، يتم تنقية المياه وتصفيتها، والتي يتم استخدامها لاحقًا للشرب والاحتياجات الفنية. يضمن الامتزاز تثبيت جزيئات الصبغة على الأقمشة. يعتمد إدراك الإنسان للرائحة والذوق على امتصاص جزيئات المواد المقابلة في تجويف الأنف واللسان.

باستخدام مختلف الممتزات الصلبةيتم التقاط الأبخرة والغازات القيمة وتوضيح المحاليل في إنتاج السكر والجلوكوز والعديد من الأدوية والمنتجات البترولية.

الامتزاز (من اللات.إعلان- على، مع وسوربيو- الامتصاص) امتصاص أي مادة من وسط غازي أو محلول بواسطة الطبقة السطحية من سائل أو صلب.

أحد الممتزات هو الكربون المنشط(نشط، كاربولين) (من اللاتينية كاربو أكتيفاتوس) - مادة ذات بنية مسامية متطورة، والتي يتم الحصول عليها من مواد مختلفة تحتوي على الكربون من أصل عضوي. المواد الماصة عالية الجودة المتوفرة هي فحم قشرة جوز الهند وفحم البتولا (BAU-A).

من وجهة نظر كيميائية، الكربون المنشط هو شكل من أشكال الكربون ذو بنية غير كاملة ولا يحتوي على أي شوائب تقريبًا. يتكون الكربون المنشط من 87 إلى 97% من الكربون بالوزن وقد يحتوي أيضًا على الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكبريت ومواد أخرى.

مرجع تاريخي

تم اكتشاف القدرة الرائعة للفحم على امتصاص (امتصاص) الأبخرة والغازات والروائح والمواد الملونة المختلفة من المحاليل لأول مرة في نهاية القرن الثامن عشر. في عام 1773، لاحظ الكيميائي الشهير كارل شيل امتصاص الغازات على الفحم. يعود اكتشاف توبياس لويتز للامتزاز (الامتصاص) من محاليل المواد بالفحم إلى اليوم (5 يونيو 1785). استخدم لويتز الفحم للتنظيف أكثر من غيره منتجات مختلفة(الأدوية، يشرب الماء، فودكا الخبز، العسل والمواد السكرية الأخرى، الملح الصخري، الخ.) . وفي عام 1794، تم استخدام الكربون المنشط لتنقية الشراب في معمل لتكرير السكر في إنجلترا.

في القرن التاسع عشر، استمرت الأبحاث حول خصائص امتصاص الفحم، ولكن فقط في بداية القرن العشرين تم وضع الأسس الإنتاج الصناعيالكربونات النشطة. أولاً الحرب العالميةاختصار الثاني. طور زيلينسكي أقنعة الغاز على أساس الفحم النشط. لقد أنقذ هذا الاختراع آلاف الأرواح وألهمهم مزيد من البحوثقدرة الفحم على امتصاص الأبخرة المختلفة و المواد الغازيةمما أدى إلى التوسع في مجالات تطبيق الكربون النشط.

طرق الحصول على

للحصول على الكربون النشط، يمكن استخدام مجموعة متنوعة من المواد الخام العضوية (الخث والبني وال فحم، أنثراسيت، مادة خشبية). يتم الحصول على الفحم الذي يتميز بالقوة الميكانيكية العالية والقدرة على الامتصاص من قشور جوز الهند. وبطريقة مبسطة يمكن اختصار عملية إنتاج الكربون المنشط إلى مرحلتين: الكربنة والتنشيط. في المرحلة الأولى من إنتاج الكربون النشط، تخضع المادة الأولية للمعالجة الحرارية دون الوصول إلى الأكسجين، ونتيجة لذلك تتم إزالة المواد المتطايرة منها (الرطوبة والراتنجات جزئيا)، ويتم ضغطها، وتكتسب القوة. هيكل المادة الناتجة كبير المسامية، مع طفيف السطح الداخليونتيجة لذلك لا يمكن استخدامه كمادة ماصة صناعية. يتم حل مشكلة الحصول على بنية صغيرة مسامية متطورة في مرحلة التنشيط. يتم التنشيط بطريقتين: الأكسدة بالغاز أو البخار والمعالجة بالكواشف الكيميائية. يستخدم تنشيط الغاز الأكسجين (الهواء) وبخار الماء وثاني أكسيد الكربون.

مجالات تطبيق الكربون المنشط

اليوم، يتم إنتاج الكربون النشط كميات كبيرةوتشكيلة ووجدت التطبيق في المجالات التالية: تنقية مياه الشرب و مياه الصرف; تنقية المياه المتداولة في المؤسسات؛ توضيح شراب السكر. تنقية الغاز واستخلاص البخار؛ تلقي الأدوية؛ تنقية محاليل الكحول والماء والنبيذ. استخدامها كمحفزات وحاملات محفزة؛ في صناعة تعدين الذهب لاستخراج الذهب من محاليل العمل.

تحضير مياه الشرب

تحدد الخصائص الفريدة للكربون المنشط تنوع تطبيقات هذا المنتج. إن مشكلة وجود مصادر نظيفة لمياه الشرب، فضلا عن تخزين احتياطياتها على المدى الطويل، كانت دائما مشكلة حادة بالنسبة للناس. مع الزيادة في عدد سكان كوكبنا، وكذلك مع التطور السريعالصناعة، زاد حجم تلوث المسطحات المائية العذبة بشكل كبير، مما اضطر إلى البحث عن طرق فعالة لتنقية المياه. طريقة عالميةلا يوجد تنقية للمياه من الشوائب غير المرغوب فيها، ولكن استعمال بعضها في وقت واحد يسمح بتحقيق درجة التنقية المطلوبة. المهمة الرئيسية في تنقية المياه هي تحسين مذاقها (إزالة الروائح الكريهة من الماء). معظم طريقة فعالةتُعرف طريقة التنقية بالامتصاص باستخدام الكربون النشط لإزالة عدد من الشوائب العضوية وغير العضوية من الماء. تم استخدام هذه الطريقة في محطات معالجة المياه منذ النصف الأول من القرن العشرين.

الطريقة الأكثر جذرية لتنقية المياه هيالتقطير عندما تتم إزالة جميع الشوائب والأملاح الذائبة نتيجة التقطير. ولكن، وفقا لأخصائيي الصحة، فإن الاستهلاك المستمر لمثل هذه المياه أمر غير مرغوب فيه، لأن... قد يؤدي إلى خلل في توازن الأملاح.

يمكن حل مشكلة تحسين نوعية مياه الشرب إذا كانت متنوعةالمرشحات لتنقية المياه.

ب أصبحت أباريق الترشيح، التي يمر فيها الماء عبر خرطوشة قابلة للاستبدال إلى الوعاء السفلي، منتشرة على نطاق واسع في الحياة اليومية. يحتوي عنصر مرشح الخرطوشة على حبيبات من الكربون المنشط وراتنج التبادل الأيوني.

الكربون المنشط هي مواد ماصة عالمية تستخدم لإزالة الشوائب المختلفة الطبيعة الكيميائية. تقليديا، أفضل أنواع الفحم لتنقية المياه هي تلك التي يتم الحصول عليها من قشور جوز الهند. عدد المسام لكل وحدة مساحة في هذا الفحم، على سبيل المثال، أكبر بأربع مرات من خشب البتولا.

تطبيق الكربون النشط في صناعة تعدين الذهب.

عندما يتم ضخ محلول سيانيد الذهب من خلال الكربون المنشط المسامي بدقة، يتم تقليل الذهب وامتصاصه على الكربون.

بالإضافة إلى الذهب، يستخدم الكربون المنشط على نطاق واسع لاستخراج معادن أخرى. سلسلة الانتقائية لديها العرض التالي:

Au > Ag > Fe > Cu > Ni > Co > Zn

وهذا يعني أن الذهب سيتم امتصاصه بشكل أفضل من المحلول مقارنة بالمعادن الموجودة على اليمين في السلسلة الانتقائية.

تنقية الهواء والغاز

يستخدم الكربون المنشط على نطاق واسع للتنظيف البيئات الجوية. ومن الأمثلة على ذلك استعادة أبخرة المذيبات من خلال الامتزاز على الكربون النشط. المذيبات النموذجية التي يمكن استخلاصها من الكربون النشط هي ثنائي إيثيل الإيثر، والأسيتون، والكحوليات، والبنزين، والتولوين، والهكسان، والبنزين، والهيدروكربونات المفلورة، وثلاثي كلورو الإيثان، وكذلك كبريتيد الهيدروجين، وما إلى ذلك.

الكربون المنشط في الطب

بالفعل حوالي عام 1550 قبل الميلاد، ذكرت بردية مصرية قديمة استخدام الفحم في الطب.

يمتص الكربون المنشط كثيرًا المواد السامة. ويعتقد أنه يجب استخدامه خلال ساعتين من لحظة التسمم. خلال هذا الوقت، الفحم قادر على الارتباط معظمالسموم في الجهاز الهضمي.

يستخدم الكربون المنشط بشكل أساسي في حالات التسمم والإسهال المختلفة. ومع ذلك، على الرغم من أن الفحم يمتص العديد من السموم المختلفة، إلا أنه لا يعمل على جميع السموم.

كما يمتص الفحم السموم التي تنتجها البكتيريا. يجب عليك استشارة طبيبك حول استخدامه أثناء العلاج بالمضادات الحيوية، لأنه بالإضافة إلى السموم، يمكن للفحم أيضًا أن يمتص الأدوية.

لا يجوز استخدام الفحم في حالة التسمم أحماض قويةوالكحوليات غير الغذائية والمذيبات والمعادن الثقيلة. كما أن الفحم لا يمتص بعض المبيدات الحشرية.

يمتص الكربون المنشط جميع المواد وليس له انتقائية. بالإضافة إلى السموم التي غالبا ما تذكرها الشركة المصنعة و مواد مؤذيةكما يمتص الفحم المواد المفيدة والضرورية للجسم. ولذلك، يجب أن يكون الفحم مباعدا مع مواد أخرى لمدة ساعتين على الأقل، وإلا فإن جميع الأدوية والمكملات الغذائية المفيدة سوف يتم امتصاصها بواسطة الفحم. ومن الحكمة استخدام الفحم فقط عندما يكون ذلك ضروريا حقا، أي. في حالة التسمم .

الجزء العملي

يذاكر

قدرة الامتزاز للكربون المنشط.

الهدف من العمل:دراسة قدرة الامتزاز للكربون المنشط.

مهام:

التحقق من قدرة امتصاص الكربون المنشط في المختبر والمنزل؛

التعرف على تأثير طبيعة المذيب على الامتزاز؛

مراقبة نوعية قدرة الامتزاز للحلول ذات الألوان الفاتحة.

البحث في المختبر المدرسي .

الدراسة رقم 1. امتصاص الكربون المنشط مواد مختلفةمن الحلول.

الهدف من العمل : دراسة امتزاز المواد المختلفة من المحاليل بواسطة الكربون المنشط.

تقدم. تم قياس 5 مل من المحاليل 0.01% - الفوشين، الملكيت الأخضر، كبريتات النحاس، اليود، ثاني كرومات البوتاسيوم - في كوب باستخدام أسطوانة قياس. تمت إضافة 0.25 جم من الكربون المنشط المطحون إلى كل كوب. بعد الرج لمدة 5-10 دقائق، يتم ترشيح الخليط من خلال المرشحات التقليدية (9.00همم).

ملاحظة : أرجواني – متغير اللون؛

الملكيت الأخضر – متغير اللون؛

اليود - أصفر، شفاف؛

كبريتات النحاس - الأزرق؛

ثاني كرومات البوتاسيوم – أصفر ساطع وشفاف.

خاتمة : كلما كان السائل أكثر شفافية وأخف وزنا، كان الامتصاص أفضل، أي. يتم امتصاص الفوشين والملكيت الأخضر بشكل أفضل.

الدراسة رقم 2. امتزاز أيونات الرصاص بواسطة الكربون المنشط.

الهدف من العمل : دراسة امتزاز أيونات الرصاص بالكربون المنشط.
تقدم. تم قياس 5 مل في كوبين باستخدام أسطوانة قياس. محلول 0.05% من نترات الرصاص. تم إضافة قطرتين من محلول يوديد البوتاسيوم إلى أنبوب اختبار واحد لإثبات وجود أيونات الرصاص 2+ في الحل.
تمت إضافة 0.2 جم من الفحم إلى أنبوب اختبار آخر ورجه لمدة 5 دقائق. قم بتصفية المحلول وتأكد من وجود أيونات الرصاص 2+ التفاعل مع يوديد البوتاسيوم
ملاحظة : الراسب الذي يتكون في الأنبوب الأول وليس في الثاني.

خاتمة: يتم امتصاص أيونات الرصاص بواسطة الكربون المنشط.

دراسة رقم 3. تأثير طبيعة المادة على الامتزاز.

الهدف من العمل : دراسة تأثير طبيعة المذيب على الامتزاز بالكربون المنشط.
تقدم. تم صب 5 مل في دورق واحد 0.01٪. محلول مائيالفوكسين، في كوب آخر نفس الكمية من محلول كحول الفوكسين. تمت إضافة 0.2 جم من مسحوق الكربون إلى كلا الكأسين ورجهما لمدة 5 دقائق. تم تصفية الحلول.

ملاحظة : بقي المحلول الكحولي للفوكسين دون تغيير، لكن تغير لون المحلول المائي للفوكسين.

خاتمة: الفوكسين قليل الذوبان في الماء وقابل للذوبان بشكل جيد في الكحول. وبناء على ذلك، سيتم دفعها من الماء إلى الواجهة، كما لو كانت مادة سيئة المذاب. سيكون الامتزاز على الفحم مرتفعًا. ولكن سيتم امتصاصه بشكل سيئ من الكحول، لأنه يذوب جيدًا به، وليس من المفيد جدًا أن يذهب إلى الواجهة. بالإضافة إلى ذلك، بالمقارنة مع الماء، يمكن اعتبار الكحول نفسه مادة خافضة للتوتر السطحي. ولذلك، فإنه إلى حد ما سوف يزيح الفوكسين عن سطح الفحم ويحتل هو نفسه هذا السطح.

البحث في المنزل.

الدراسة رقم 4. امتزاز ماء الصنبور البارد بواسطة إبريق Aquaphor.

الهدف من العمل: دراسة قدرات الامتصاص لإبريق مرشح AQUAPHOR

تقدم. للتجربة أخذنا:

وعاء عميق أبيض، ماء الصنبور، إبريق التصفية مع خرطوشة Aquaphor

تصب في وعاء أبيض نظيف ماء باردمن الصنبور. الماء صافي لكنه مختلط بالصدأ. سكبنا بعض الماء في إبريق مزود بخرطوشة، وتركنا البعض الآخر كعينة مراقبة. بعد تصفية الماء باستخدام إبريق Aquaphor، اسكب الماء في وعاء أبيض نظيف وقارن العينة الناتجة من الفلتر مع عينة أوليةمن الصنبور.

ملاحظة : أن تكون عينة الفلتر صافية وخالية من الملوثات المرئية.

خاتمة : لقد قام الكربون المنشط الموجود في الفلتر بمهمته المتمثلة في تنقية المياه من الملوثات المرئية، أي. الصدأ.

الدراسة رقم 5. امتزاز شراب lingonberry بواسطة الكربون المنشط.

الهدف من العمل : دراسة القدرة الامتصاصية لجزيئات صبغة الكربون المنشط المواد العضويةمن شراب.

تقدم. للتجربة أخذنا:

كأسان شفافان؛ 5 أقراص من أقراص الكربون المنشط؛ شراب لينجونبيري.

تمت إضافة الكربون المنشط المسحوق إلى كوب واحد من الشراب. لقد تركنا حل الاختبار الخاص بنا لبعض الوقت. تم سكب شراب Lingonberry أيضًا في زجاج التحكم الثاني، ولكن لم تتم إضافة الكربون المنشط.

ملاحظة: لا يزال زجاج التحكم يحتوي على محلول lingonberry، وفي زجاج الاختبار الذي يحتوي على الكربون المنشط، تغير لون المحلول إلى اللون البني الفاتح وأصبح شفافًا.

خاتمة: الكربون المنشط الممتز أو الممتص لجزيئات الصبغة العضوية من محلوله.

خاتمة:

أظهر لنا الكربون المنشط قدراته على الامتصاص، أي. خصائص ماصة.

لماذا هذا القرص الأسود الصغير قادر على امتصاص المواد المختلفة بهذه الفعالية؟

الأمر كله يتعلق ببنية كربونية خاصة، تتكون من طبقات من ذرات الكربون مرتبة بشكل عشوائي بالنسبة لبعضها البعض، ولهذا السبب يتكون الفضاء - المسام - بين الطبقات. هذه المسام هي التي تعطي الكربون المنشط خصائصه - المسام قادرة على امتصاص المواد الأخرى والاحتفاظ بها. وهناك عدد لا يصدق من هذه الأوقات. وبالتالي، فإن مساحة المسام التي تبلغ 1 جرام فقط من الكربون المنشط يمكن أن تصل إلى 2000 متر مربع 2 !

لقد استنتجنا من بحثنا أنه ليس كل المواد يتم امتصاصها بالكامل بواسطة الكربون المنشط.

ومن أسباب بقاء هذه المواد في المحلول وعدم تغير لونها هو أن أحجام جزيئات هذه المواد أكبر من أحجام مسام المادة المازة. وأيضا لم تنشأ قوى تجاذب بين جزيئات المادة وسطح مسام المادة المنشطة ://

الأدب

عليكبيروفا إل يو. الكيمياء المفيدة: المهام والقصص / L.Yu. عليكبيروفا ، إن إس. روك. - الطبعة الثالثة، الصورة النمطية. – م: حبارى، 2008. – 187 ص.

أستافوروف V. I. الأساسيات تحليل كيميائي. م: التربية، 1982.

فاسيليف ف.ب. الكيمياء التحليلية الطرق الفيزيائية والكيميائيةتحليل / ف.ب.فاسيلييف. - الطبعة السادسة، الصورة النمطية. م: حبارى، 2007. – 383 ص.

فاسيليف ف.ب. ورشة عمل مختبر الكيمياء التحليلية / V.P Vasilyev, R.P. موروزوفا. إد. نائب الرئيس. فاسيلييفا – الطبعة الثالثة، الصورة النمطية. م: حبارى، 2006. – 414 ص.

عالم الكيمياء. سانت بطرسبرغ، م.: إم إكسبرس، 1995

الموضوع: دراسة قدرة الامتزاز للكربون المنشط

عمل بحثي

مكتمل:

إرماكوفا كسينيا، رومانشوك ليونيد، طلاب الصف الثامن أ

الرأس: ريباكوفا إيلينا نيكولاييفنا،

مدرس كيمياء.

هدف: التعرف على قدرة امتصاص الكربون المنشط

• مهام :

• 1. دراسة الأدبيات حول هذه القضية.
• 2. إجراء تجربة بالكربون المنشط واستخلاص النتائج المناسبة.
• 3. دراسة تاريخ إنشاء أول قناع غاز.

موضوع الدراسة:امتصاص المواد.

موضوع الدراسة:امتصاص الكربون المنشط.

طرق البحث:النظرية والتجريبية والتجريبية

فرضية:

• نريد أن نتأكد من الناحية العملية أن الكربون المنشط له بالفعل خصائص غير عادية و خصائص مثيرة للاهتماموقادر على امتصاص كل من المواد الغازية والمواد من المحاليل.

مفعل

كربون مفعل

فحم

مفعل

الفحم هو:

مادة مسامية يتم إنتاجها من مواد مختلفة تحتوي على الكربون من أصل عضوي: الفحم النباتي وفحم الكوك وفحم الكوك النفطي.

يحتوي على عدد كبير من المسام، وبالتالي فهو يتمتع بسطح محدد كبير جدًا لكل وحدة كتلة، مما ينتج عنه قدرة عالية على الامتصاص. يستخدم في الطب والصناعة لفصل المواد المختلفة.

• الامتزاز – امتصاص الطبقة السطحية للغازات والأبخرة والسوائل صلب(المازة) أو السائلة

ابحاثنا

ظاهرة الامتزاز نحن

سوف نظهر على

التجارب التالية.

الخبرة رقم 1

نحن نحتاج:

• 2 قوارير ذات قاع مسطح.
• مصباح الكحول
• اعواد الكبريت
• 2 ملعقة لحرق المادة .
• زهور
• الكبريت
• كربون مفعل

ضع زهرة في كل دورق ذو قاع مسطح. ضع الكربون المنشط المسحوق في الدورق رقم 3. ضعي كمية قليلة من الكبريت في كل ملعقة مشتعلة. نضع الملاعق في شعلة مصباح الكحول. استمر في التسخين حتى يبدأ الكبريت في الاحتراق. الآن ضع كل ملعقة في الدورق رقم 2 ورقم 3 وأغلق الغطاء بإحكام. وبعد مرور بعض الوقت، في الدورق رقم 2 نرى أن الزهرة قد تغير لونها، أما في الدورق رقم 3 فإن الزهرة تظل بنفس اللون.

الاستنتاج من التجربة رقم 1

• في التجربة رقم 1، امتص الكربون المنشط أكسيد الكبريت وظل لون الزهرة في الدورق رقم 3 دون تغيير. وفي الدورق رقم 2، أدى أكسيد الكبريت (IV) الناتج إلى تغيير لون الزهرة. وهذا يعني أن الكربون المنشط هو مادة ماصة جيدة للغاز. .

الخبرة رقم 2

نحن نحتاج:

• مرشح الورق
• اسطوانة القياس
• 2 نظارات
• كربون مفعل
• مادة محك (الحل)

صب عباد الشمس في الزجاج رقم 1 ورقم 2. أضف الكربون المنشط المسحوق إلى الزجاج رقم 2 واخلطه. ثم نمرر هذا الحل من خلال مرشح ورقي. بعد تصفية المحلول نقارنه بالمحلول الموجود في الزجاج رقم 1. ونرى أن المحلول المرشح قد تغير لونه.

استنتاجات من التجربة رقم 2 ورقم 3

• في التجربة رقم 2 تغير لون المحلول نتيجة امتزاز مادة ملونة مذابة بالكربون المنشط.
• كربون مفعل بشكل انتقائي يمتص المواد من المحاليل، وهو ما يرتبط بحجم جزيئات المواد المذابة .

خاتمة

• لقد رأينا في الممارسة العملية أن الكربون المنشط له بالفعل خصائص امتصاص غير عادية. بناءً على المعرفة بالكربون المنشط، اخترع N. D. Zelinsky قناع الغاز. نحن فخورون بأن مواطننا كان أول من اخترع قناع الغاز، وبالتالي أنقذ العديد من الأرواح البشرية.
• الإنسانية تتحسن باستمرار في مجالات متنوعة، لديه فرصة ضئيلة جدًا للعثور على ممتص أقوى من الكربون المنشط. وهكذا، من خلال دراسة الكيمياء، نأمل أن نستمر في توسيع معرفتنا ومعرفة المزيد عن خصائص الأشياء المكونة للعالم من حولنا.

تاريخ قناع الغاز

في عام 1915، اعتبر البروفيسور نيكولاي دميترييفيتش زيلينسكي أن الفحم هو المادة الأكثر فعالية في امتصاص المواد السامة. لقد وجد طرقًا لتنشيطه، أي. زيادة كبيرة في المسامية. غرام واحد من الكربون المنشط ذو قدرة متطورة للغاية لديه مساحة امتصاص تبلغ 15 مترًا مربعًا.

النقش الموجود على العبوة: "لم يتم تنشيط الكربون الخاص بك. للتفعيل أرسل رسالة نصية إلى 111" (قصة)

ربما يكون من الصعب مقابلة شخص لم يسمع عن الكربون المنشط. الجميع يعرف خصائصه الطبية، فهو يستخدم في عناصر التصفية، وتحاول السيدات إنقاص الوزن به، ويستخدمه بعض السادة في صناعة... أه... لنقل المشروبات الكحولية محلية الصنع. ولكن لا يعلم الجميع ما هو ولماذا يطلق عليه المنشط. وسوف يساعدنا على فهم هذه القضية تجربة صغيرةوهو أمر سهل التنفيذ في المنزل.

للتجربة سنحتاج:

• في الواقع، الكربون المنشط في أقراص، والذي يمكنك الحصول عليه بسهولة من أي صيدلية؛
• اليود، الموجود على رف الصيدلية في مكان ما بالقرب من الكربون المنشط؛
• حاويتين شفافتين - أكواب، قوارير، مرطبانات - كل ما لديك في متناول اليد؛
• بعض الماء.

للبدء، قم بسحق حوالي عشرة أقراص من الكربون المنشط. سيكون من الأسهل سحقها إذا أضفت بضع قطرات من الماء.

بعد ذلك، أضف حوالي ملعقة صغيرة من اليود.

ثم ملعقتين كبيرتين من الماء.

دعونا تحريك هذا الأمر برمته بشكل جيد.

تتم إضافة النشا إلى أقراص الفحم، وبالتالي فإن تعليقنا، إلى جانب الأسود، يكتسب صبغة زرقاء - هذا رد فعل مميزاليود لوجود النشا.

الآن نترك الحل لدينا لفترة من الوقت. لكي نشعر بالفرق ، كما يقولون ، سنسكب أيضًا اليود والقليل من الماء في الزجاج الثاني ، لكننا لن نضيف الكربون المنشط.

وبعد بضع ساعات، نرى أن كوب التحكم لا يزال يحتوي على محلول اليود البني. والماء الموجود في الزجاج بالكربون المنشط صفى وأصبح صافياً. حسنًا، أو شبه شفاف - لم يستقر كل الفحم في القاع، لذلك يبدو الماء غائمًا بعض الشيء. لكنها مسألة وقت - لو انتظرت لفترة أطول، لكانت المياه صافية تمامًا.

لذا أظهر لنا الكربون المنشط خصائصه في الامتزاز، أي. خصائص ماصة. يعمل الكربون المنشط بنفس الطريقة تمامًا في حالات التسمم أو في عناصر التصفية.

لماذا هذا القرص الأسود الصغير قادر على امتصاص المواد المختلفة بهذه الفعالية؟ ولماذا لا يكون لقلب قلم الرصاص البسيط أو، على سبيل المثال، الماس خصائص مماثلة - فهي كلها مصنوعة من الكربون.

تكمن الحيلة بأكملها في الإنتاج الخاص للكربون المنشط. يتكون إنتاج الكربون المنشط من مرحلتين. المرحلة الأولى هي إنتاج الفحم. يتشكل عندما يتم تسخين الخشب دون الوصول إلى الأكسجين. ومع ذلك، فإن الفحم الذي تم الحصول عليه بهذه الطريقة غير قادر على أداء وظيفة الممتزات - فهو يحتوي بالفعل على مسام وأنابيب دقيقة، ولكن يوجد عدد قليل منها وهي مغلقة. ثم يتم إخضاع الفحم للتنشيط - وهذه هي المرحلة الثانية، والتي يتم خلالها إما تسخين الفحم، بعد أن تم تشريبه مسبقًا بمادة خاصة. مركبات كيميائيةأو معالجتها ببخار الماء الساخن. وفي كلتا الحالتين تتم العملية بدون أكسجين لمنع الفحم من الاشتعال.

ونتيجة لهذه العمليات يتم الحصول على بنية كربونية خاصة، تتكون من طبقات من ذرات الكربون تقع بشكل عشوائي بالنسبة لبعضها البعض، مما يؤدي إلى تكوين مساحة - مسام - بين الطبقات. هذه المسام هي التي تعطي الكربون المنشط خصائصه - المسام قادرة على امتصاص المواد الأخرى والاحتفاظ بها. وهناك عدد لا يصدق من هذه الأوقات. وبالتالي، فإن مساحة المسام التي تبلغ 1 جرام فقط من الكربون المنشط يمكن أن تصل إلى 2000 متر مربع!

حظا سعيدا في تجاربك!

دراسة عمليات الامتزاز بالكربون المنشط للمواد المختلفة من المحاليل

هدف:

التحقق من قدرة امتصاص الفحم.

دراسة تأثير طبيعة المذيب على الامتزاز.

تعرف على الطريقة الكروماتوغرافيةتحليل.

معدات:أنابيب الاختبار، القمع، ورق الترشيح، عمود الامتزاز، الكربون المنشط، محاليل نترات الرصاص ويوديد البوتاسيوم، المحاليل المائية والكحولية للفوشين، خليط من أملاح النحاس والحديد والكوبالت.

يمارس:قم بإجراء التجارب التالية، وسجل الملاحظات، ثم استخلص النتائج.

الخبرة 1.امتزاز المواد المختلفة من المحاليل بواسطة الفحم. صب محلول النيلة في أنبوب اختبار واحد ومحلول اليود في الآخر. صب حوالي 0.2 جرام في كل أنبوب اختبار. فحم، يهز جيدا ويصفى. فحص المرشح في أنابيب الاختبار للرائحة واللون. اشرح الظواهر المرصودة.

الخبرة 2.امتزاز أيونات الرصاص بالفحم. صب 5 مل في أنبوبين اختبار. محلول نترات الرصاص 0.05%. أضف كمية صغيرة من محلول يوديد البوتاسيوم إلى أنبوب اختبار واحد لإثبات وجود أيونات الرصاص في المحلول. أضف حوالي 0.2 جرام إلى أنبوب اختبار آخر. الفحم ويهز لمدة 5 دقائق. قم بتصفية المحلول وتحقق من وجود أيونات الرصاص عن طريق التفاعل مع يوديد البوتاسيوم. يكتب المعادلة الأيونية رد فعل نوعيبي بي 2+. اشرح الظاهرة المرصودة.

الخبرة 3.تأثير طبيعة المذيب على الامتزاز. صب محلولًا مائيًا ملونًا قليلًا من الفوكسين في أحد أنبوبي الاختبار، ونفس الكمية من محلول الكحول في الأنبوب الآخر. أضف 0.2 جرام إلى كلا الأنبوبين. الفحم ويهز لمدة 5 دقائق. تصفية الحلول. لماذا يسير الامتزاز بشكل جيد في حالة ما ويكون سيئًا في حالة أخرى؟

الخبرة 4.الفصل الكروماتوغرافي للأملاح. يمكن استخدام أنبوب زجاجي للفصل الكروماتوغرافي للأملاح. يستخدم أكسيد الألومنيوم كمادة ماصة، حيث يملأ المساحة الموجودة فوق الصوف بحوالي 3/4. يتم تثبيت العمود المملوء في حامل فوق كوب، ويتم سكب جزء صغير من الماء لضغط المادة الممتزة، ثم يتم فصل الخليط (يسكب الخليط في أجزاء صغيرة). يتم تحضير الخليط بسكب 5 مل في كوب. محاليل 1% من FeCl3، Cu(NO3)2، Co(NO3)2. ارسم عموداً وبيّن ترتيب المواد فيه عند انفصالها.

الخبرة 5.امتصاص الدهون والشوائب من المرق بواسطة البروتينات. اخلطي بياض البيض مع الجزر المبشور. أضف الخليط إلى المرق الدافئ واتركه حتى يغلي. رائع. تصفية الحل الناتج.

أسئلة التحكم:

1. ما هي خصوصية الطبقة السطحية عند حدود الطور؟ ما هو الامتزاز؟