Birçoğumuzun kronik olarak zehirlenmiş bir vücuda sahip olduğu ve buna ihtiyacı olduğu ortaya çıktı. genel temizlik içeriden. olduğu gibi akut zehirlenme Adsorbanların yardımıyla iyi ve hızlı sonuçlar elde edilebilir. Bu maddeler vücutta nasıl etki eder? Oleg Olgin'in "Patlamasız Deneyler" kitabından bir alıntı, adsorpsiyon sürecini hayal etmenize yardımcı olacaktır.
Mürekkep lekesini kağıda ya da daha da kötüsü giysiye sürdüğünüz anda bu olguya hemen alışırsınız. Bir maddenin (kağıt, kumaş vb.) yüzeyi başka bir maddenin (mürekkep vb.) parçacıklarını emdiğinde bu adsorpsiyondur.
Çok iyi bir adsorban kömürdür. Ve taş değil, ahşap ve sadece ahşap değil, aktif (aktif). Bu tür kömür eczanelerde genellikle tablet şeklinde satılmaktadır. Adsorpsiyon deneylerimize başlayacağımız yer burasıdır.
Herhangi bir renkte soluk bir mürekkep çözeltisi hazırlayın ve bunu test tüpünün içine dökün, ancak üstüne dökün. Tercihen ezilmiş bir aktif karbon tabletini test tüpüne yerleştirin, parmağınızla kapatın ve iyice çalkalayın.
Çözüm gözlerinizin önünde aydınlanacak. Çözümü başka bir çözümle değiştirin, aynı zamanda renkli olanla değiştirin - guaj veya sulu boya ile seyreltilmesine izin verin. Etki aynı olacaktır. Ve eğer sadece kömür parçaları alırsanız, boyayı çok daha az kolay emerler.
Bunda tuhaf bir şey yok: aktif karbon, düzenli konularçok daha geniş bir yüzey alanına sahip olmasıdır. Parçacıkları kelimenin tam anlamıyla gözeneklerle doludur (bu amaçla kömür özel bir şekilde yabancı maddeleri işleyin ve çıkarın). Adsorpsiyon bir yüzey tarafından absorpsiyon olduğundan, açıktır: yüzey ne kadar büyükse, absorpsiyon da o kadar iyi olur.
Adsorbanlar maddeleri yalnızca çözeltilerden ememezler. Yarım litre al cam kavanoz altına bir damla kolonya veya başka kokulu bir madde damlatın. Avuç içlerinizi kavanozun etrafına yerleştirin ve kokulu sıvıyı biraz ısıtmak için yarım dakika orada tutun - o zaman daha hızlı buharlaşacak ve daha güçlü kokacaktır.
Şimdi şişeye bir miktar aktif karbon koyun, bir kapakla sıkıca kapatın ve birkaç dakika bekletin. Kapağı çıkarın ve havayı avuç içi dalgalarıyla tekrar kendinize doğru yönlendirin. Koku kayboldu. Adsorban tarafından emildi, daha doğrusu kavanoza koyduğunuz uçucu maddenin molekülleri emildi.
Bu deneyler için aktif karbon alınmasına gerek yoktur. Adsorban görevi görebilecek başka birçok madde vardır: tüf, kuru öğütülmüş kil, tebeşir, kurutma kağıdı. Tek kelimeyle en farklı maddeler, ancak her zaman gelişmiş bir yüzeye sahip. Bazıları dahil gıda ürünleri— muhtemelen ekmeğin yabancı kokuları ne kadar kolay emdiğini biliyorsunuzdur. Buğday ekmeğinin çavdar ekmeğiyle aynı pakette saklanmasının tavsiye edilmemesi boşuna değildir - kokuları karışır ve her biri özel, benzersiz aromasını kaybeder.
Çoğumuzun çok sevdiği, şişirilmiş mısır veya mısır çubukları çok iyi bir adsorbandır. Önceki deneyim kokulu maddeler mısır çubuklarının varlığında tekrarlayın - koku tamamen kaybolacaktır. Elbette bu deneyimden sonra artık yemek çubuğu yiyemezsiniz.
Artık mutfaklarda gaz sobaları havayı duman ve dumandan arındıracak cihazlar kurun. Bu tür cihazlarda, kirli havanın içinden geçtiği bir tür adsorban içeren bir kartuş bulunur. Bu durumda ne olur, artık biliyorsunuz.
Leningrad bölgesi Vyborg bölgesi Pervomaiskoe köyü
MBOU "Pervomaisky Eğitim Merkezi"
Aktif karbonun adsorpsiyon kapasitesinin özelliklerinin incelenmesi
Bölüm – kimya
9A sınıfı öğrencileri tarafından tamamlandı
Antimonik Alexandra ve Shayakhmetova Alsou
Başkan Zhamalova Lyubov Aleksandrovna
Kimya ve Biyoloji Öğretmeni
2015 İçerik
Bölüm
Sayfa
1
giriiş
3
2
2.1 Bir olgu olarak adsorpsiyon
5
6
2.3 Elde etme yöntemleri
7
2.4 Aktif karbonların uygulama alanları
8
3
3.1 Araştırma okul laboratuvarı
11
3.2 Evde araştırma
13
4
Çözüm
14
5
Kullanılan literatür
15
6
Başvuru (sunum)
-
giriiş
Kimya dersinde karbonun adsorpsiyon gibi bir özelliğiyle tanıştık. Önemli Hem endüstride hem de günlük yaşamda adsorpsiyon, bizi okul laboratuvarında ve evde aktif karbon örneğini kullanarak adsorpsiyon olgusunu incelemeye sevk etti. Tüm maddeleri adsorbe edip edemeyeceğini öğrenmek istedik.
İşin alaka düzeyi :
çözeltiyle bağlantılı olarak adsorpsiyonun önemi çevre sorunları ve oldukça saf maddeler elde etme sorunları.
okul çocuklarını kimyayı pratik bir bakış açısıyla çalışmaya çekmek ve edinilen bilgileri günlük yaşamda uygulamak.
okul çocukları arasında kimyada teorik ve pratik beceriler edinme konusunda ilginin geliştirilmesi: laboratuvarda çalışmak, bilgi aramak ve iletmek için internette çalışmak.
Seçilen konunun yeniliği okul çocukları arasında adsorpsiyonun nedenlerine ilişkin küçük bir çalışmadan oluşmaktadır.
Bu çalışmanın amacı öyleaktif karbonun adsorpsiyon kapasitesinin incelenmesi
Hedefe ulaşmak için belirlenen görevler :
örnekler bul pratik uygulama aktif karbonun adsorpsiyon kapasitesi mesleki faaliyetler ve insan hayatında.
aktif karbonun adsorpsiyon kapasitesini incelemek;
Örnek olarak aktif karbon kullanarak adsorpsiyon olayını gözlemleyin ve analiz edin.
Çalışma için aşağıdakilere aşina olduk bilimsel kaynaklar, teknik literatür, İnternet kaynakları, ansiklopedi gibi adsorpsiyon olgusunun geniş çapta temsil edildiğini ve iyi çalışılmış bir olgu olduğunu ortaya koydu.Adsorpsiyon, saflaştırma, kurutma, gaz ayırma ve diğer işlemlerin temelini oluşturur. Adsorpsiyona dayalı olarak su arıtılır ve arıtılır, daha sonra içme ve teknik ihtiyaçlar için kullanılır.Teorik kısımda teknik ve tarihi edebiyat ve deney için öğrencilere yönelik bir ders kitabı kullandık. Analitik Kimya. Laboratuvar atölyesi.
Çalışmada kullanılan araştırma yöntemleri :
Malzemenin incelenmesi ve seçimi;
Gözlemve adsorpsiyon olaylarının analizi;
Deney.
Planlanan sonuçlar:
Örnek olarak aktif karbon kullanarak adsorpsiyon olayını gözlemleyin ve analiz edin;
Aktif karbonun adsorpsiyon kapasitesini incelemek;
- Aktif karbonun adsorpsiyon kapasitesinin mesleki faaliyetlerde ve yaşamda pratik uygulamasına ilişkin örnekler bulun.
Teorik kısım
Bir olgu olarak adsorpsiyon.
Ressamın kıyafetleri terebentin ve boya kokuyor, şekercinin kıyafetleri hindistan cevizi kokuyor, sürücünün kıyafetleri benzin kokuyor. Bunun nedeni gaz moleküllerinin kumaşı kumaş olan giysilere adsorbe edilmesinden kaynaklanmaktadır. dağıtma sistemi. Adsorpsiyon, saflaştırma, kurutma, gaz ayırma ve diğer işlemlerin temelini oluşturur. Temizlik bitkisel yağlar yağların ağartılması işlemi olarak adlandırılan boyalardan, adsorban görevi gören kil kayaları kullanılarak gerçekleştirilir.
Adsorpsiyona dayalı olarak su arıtılır ve arıtılır, daha sonra içme ve teknik ihtiyaçlar için kullanılır. Adsorpsiyon, boya moleküllerinin kumaşlara sabitlenmesini sağlar. İnsanın koku ve tat algısı, karşılık gelen maddelerin moleküllerinin burun boşluğunda ve dilde adsorpsiyonuna bağlıdır.
Çeşitli kullanma katı adsorbanlarşeker, glikoz, birçok ilaç ve petrol ürünlerinin üretiminde değerli buhar ve gazlar yakalanıp çözeltileri berraklaştırılır.
Adsorpsiyon (lat.reklam- açık, ile vesorbeo- herhangi bir maddenin gazlı bir ortamdan veya çözeltiden bir sıvı veya katının yüzey tabakası tarafından emilmesi).
Adsorbanlardan biri aktif karbondur.(aktif, karbolen) (lat. carbo activatus'tan) - organik kökenli çeşitli karbon içeren malzemelerden elde edilen, gelişmiş gözenekli yapıya sahip bir madde. Mevcut en yüksek kaliteli emici maddeler hindistan cevizi kabuğu kömürü ve huş ağacı (BAU-A) kömürüdür.
Kimyasal açıdan bakıldığında aktif karbon, neredeyse hiç yabancı madde içermeyen kusurlu bir yapıya sahip bir karbon şeklidir. Aktif karbon ağırlıkça %87-97 karbondur ve ayrıca hidrojen, oksijen, nitrojen, kükürt ve diğer maddeleri de içerebilir.
Tarihsel arka plan
Kömürün çeşitli buharları, gazları, kokulu ve renklendirici maddeleri çözeltilerden absorbe etme (adsorbe etme) konusundaki olağanüstü yeteneği ilk olarak 18. yüzyılın sonunda keşfedildi. 1773 yılında ünlü kimyager Karl Scheele gazların odun kömürü üzerinde adsorbsiyonunu gözlemledi. Tobias Lowitz'in maddelerin çözeltilerinden odun kömürü ile adsorpsiyonu (absorbsiyonu) keşfetmesi 5 Haziran 1785 tarihine kadar uzanır. Lowitz en çok temizlemek için kömür kullandı çeşitli ürünler(ilaçlar, içme suyu, ekmek votkası, bal ve diğer şekerli maddeler, güherçile vb.) . Ve 1794'te İngiltere'deki bir şeker rafinerisinde şurupları berraklaştırmak için aktif karbon kullanıldı.
19. yüzyılda kömürün adsorpsiyon özelliklerine ilişkin araştırmalar devam etti ancak temeller ancak 20. yüzyılın başında atıldı. endüstriyel üretim aktif karbonlar. Birinci dünya savaşı N.D. Zelinsky aktif kömüre dayalı gaz maskeleri geliştirdi. Bu buluş binlerce hayat kurtardı ve ilham verdi daha fazla araştırma Kömürün çeşitli buharları absorbe etme yeteneği ve gaz halindeki maddeler Bu da aktif karbonların uygulama alanlarının genişlemesine yol açtı.
Elde etme yöntemleri
Aktif karbon elde etmek için çeşitli organik hammaddeler kullanılabilir (turba, kahverengi ve kömür, antrasit, ahşap malzeme). Yüksek mekanik mukavemet ve adsorpsiyon kapasitesi ile karakterize edilen kömürler, hindistancevizi kabuklarından elde edilir. Basitleştirilmiş bir şekilde, aktif karbon üretme süreci iki aşamaya indirgenebilir: karbonizasyon ve aktivasyon. Aktif karbon üretiminin ilk aşamasında, başlangıç malzemesi oksijene erişmeden ısıl işleme tabi tutulur, bunun sonucunda uçucu maddeler (nem ve kısmen reçineler) içinden çıkarılır, sıkıştırılır ve mukavemet kazanır. Ortaya çıkan malzemenin yapısı büyük gözeneklidir ve hafif bir iç yüzey Bunun sonucunda endüstriyel adsorban olarak kullanılamaz. Gelişmiş bir mikro gözenekli yapı elde etme sorunu aktivasyon aşamasında çözülür. Aktivasyon iki şekilde gerçekleştirilir: gaz veya buharla oksidasyon ve kimyasal reaktiflerle işlem. Gaz aktivasyonu oksijen (hava), su buharı ve karbondioksit kullanır.
Aktif karbonların uygulama alanları
Günümüzde aktif karbonlar üretilmektedir. büyük miktarlar ve ürün çeşitliliğine sahiptir ve aşağıdaki alanlarda uygulama alanı bulmuştur: içme suyu arıtma ve atık su; işletmelerde dolaşan suyun arıtılması; şeker şuruplarının arıtılması; gaz arıtma ve buhar geri kazanımı; ilaç almak; alkol-su çözeltilerinin ve şarapların saflaştırılması; katalizörler ve katalizör taşıyıcıları olarak kullanım; altın madenciliği endüstrisinde çalışma çözümlerinden altın çıkarmak için.
İçme suyunun hazırlanması
Aktif karbonun benzersiz özellikleri bu ürünün uygulama çeşitliliğini belirler. Temiz içme suyu kaynaklarına sahip olma ve rezervlerinin uzun süreli depolanması sorunu insanlar için her zaman ciddi olmuştur. Gezegenimizin nüfusunun artmasıyla birlikte hızlı gelişme sanayi, tatlı su kütlelerinin kirlilik ölçeği önemli ölçüde arttı ve bu da etkili su arıtma yöntemleri arayışını zorladı. Evrensel yöntem Suyu istenmeyen safsızlıklardan arındırmak mümkün değildir, ancak bunlardan bazılarının aynı anda kullanılması, kişinin gerekli saflaştırma derecesine ulaşmasını sağlar. Suyun arıtılmasındaki asıl görev, tadının iyileştirilmesidir (suyun koku gidermesi). En etkili yöntem Aktif karbon kullanılarak yapılan sorpsiyon saflaştırma yönteminin, sudan bir takım organik ve inorganik yabancı maddeleri uzaklaştırdığı kabul edilmektedir. Bu yöntem 20. yüzyılın ilk yarısından itibaren su arıtma tesislerinde kullanılmaktadır.
Suyu arıtmanın en radikal yolu,damıtma damıtma sonucunda tüm safsızlıklar ve çözünmüş tuzlar giderildiğinde. Ancak hijyenistlere göre bu tür suyun sürekli tüketimi istenmeyen bir durumdur çünkü... tuz dengesizliğine neden olabilir.
İçme suyunun kalitesinin iyileştirilmesi sorunu, çeşitli önlemlerin alınmasıyla çözülebilir.filtreler su arıtma için.
B Suyun değiştirilebilir bir kartuştan alt kaba geçtiği filtre sürahileri günlük yaşamda yaygınlaşmıştır. Kartuş filtre elemanı aktif karbon ve iyon değiştirme reçinesi granülleri içerir.
Aktif karbonlar çeşitli maddelerin safsızlıklarını gidermek için kullanılan evrensel sorbentlerdir. kimyasal doğa. Geleneksel olarak su arıtma için en iyi kömürler hindistancevizi kabuklarından elde edilenlerdir. Örneğin bu tür kömürlerde birim alan başına gözenek sayısı huş ağacından 4 kat daha fazladır.
Altın madenciliği endüstrisinde aktif karbonların uygulanması.
Altın siyanür çözeltisi ince gözenekli aktif karbondan pompalandığında, altın indirgenir ve karbon üzerinde adsorbe edilir.
Altının yanı sıra aktif karbonlar diğer metallerin çıkarılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Seçicilik serisi sonraki görünüm:
Au > Ag > Fe > Cu > Ni > Co > Zn
Yani altın, seçicilik serisinde sağdaki metallere kıyasla çözeltiden daha iyi adsorbe edilecektir.
Hava ve gaz arıtma
Aktif karbonlar temizlik amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır. hava ortamları. Bir örnek, aktif karbon üzerinde adsorpsiyon yoluyla solvent buharlarının geri kazanılmasıdır. Aktif karbon üzerinde geri kazanılabilen tipik çözücüler, dietil eter, aseton, alkoller, benzin, toluen, heksan, benzen, florlu hidrokarbonlar, trikloroetan ve ayrıca hidrojen sülfür vb.'dir.
Tıpta aktif karbon
Zaten MÖ 1550 civarında, eski bir Mısır papirüsünde kömürün tıpta kullanımından bahsediliyordu.
Aktif karbon çok fazla adsorbe olur toksik maddeler. Zehirlenme anından itibaren iki saat içerisinde kullanılması gerektiğine inanılmaktadır. Bu süre zarfında kömür bağlanabilir çoğu Gastrointestinal sistemdeki toksinler.
Aktif karbon esas olarak çeşitli zehirlenmeler ve ishal için kullanılır. Ancak kömür birçok farklı toksini adsorbe etse de tüm toksinler üzerinde işe yaramıyor.
Kömür ayrıca bakterilerin ürettiği toksinleri de emer. Antibiyotik tedavisi sırasında kullanımı konusunda doktorunuza danışmalısınız çünkü kömür, toksinlerin yanı sıra ilaçları da adsorbe edebilir.
Zehirlenme durumunda kömür kullanılmamalıdır güçlü asitler, gıda dışı alkoller, solventler ve ağır metaller. Kömür ayrıca bazı pestisitleri de adsorbe etmez.
Aktif karbon tüm maddeleri adsorbe eder ve seçiciliği yoktur. Üretici tarafından sıklıkla belirtilen toksinlere ek olarak ve zararlı maddeler Kömür ayrıca vücut için yararlı ve gerekli maddeleri de adsorbe eder. Bu nedenle kömürün diğer maddelerle en az 2 saat aralıklarla tutulması gerekir, aksi takdirde tüm ilaçlar ve faydalı takviyeler kömür tarafından emilecektir. Kömürü yalnızca gerçekten gerekli olduğunda kullanmak akıllıca olacaktır. zehirlenme durumunda .
Pratik kısım
Çalışmak
Aktif karbonun adsorpsiyon kapasitesi.
Çalışmanın amacı:Aktif karbonun adsorpsiyon kapasitesini inceleyin.
Görevler:
Aktif karbonun adsorpsiyon kapasitesini laboratuvarda ve evde kontrol edin;
Çözücünün doğasının adsorpsiyon üzerindeki etkisini tanımlayın;
Açık renkli çözeltiler için adsorpsiyon kapasitesini niteliksel olarak izleyin.
Okul laboratuarında araştırma.
1 numaralı çalışma. Aktif karbon adsorpsiyonu çeşitli maddelerçözümlerden.
İşin amacı : Çeşitli maddelerin çözeltilerden aktif karbon ile adsorpsiyonu araştırıldı.
İş ilerlemesi. 5 ml %0,01'lik çözeltiler - fuksin, malakit yeşili, bakır sülfat, iyot, potasyum dikromat - bir ölçüm silindiri kullanılarak bir beher içinde ölçülmüştür. Her bardağa 0,25 g öğütülmüş aktif karbon ilave edildi. 5-10 dakika çalkalandıktan sonra karışım geleneksel filtrelerden (9.00) süzülür.Hmm).
Gözlem : macenta – rengi bozulmuş;
malakit yeşili – rengi solmuş;
iyot – sarı, şeffaf;
bakır sülfat – mavi;
Potasyum dikromat – parlak sarı, şeffaf.
Çözüm : Sıvı ne kadar şeffaf ve hafif olursa adsorpsiyon o kadar iyi gerçekleşir; fuksin ve malakit yeşili en iyi adsorbe olur.
2 numaralı çalışma. Kurşun iyonlarının aktif karbon tarafından adsorpsiyonu.
İşin amacı
: Kurşun iyonlarının aktif karbon tarafından adsorpsiyonu araştırıldı.
İş ilerlemesi.
Bir ölçüm silindiri kullanılarak iki behere 5 ml ölçülmüştür. % 0,05 kurşun nitrat çözeltisi. Pb iyonlarının varlığını kanıtlamak için bir test tüpüne 2 damla potasyum iyodür çözeltisi eklendi 2+
çözüm halinde.
Başka bir test tüpüne 0,2 g kömür ilave edildi ve 5 dakika çalkalandı. Çözeltiyi filtreleyin ve Pb iyonlarının varlığını kontrol edin 2+
potasyum iyodür ile reaksiyon.
Gözlem
: birinci test tüpünde oluşan, ancak ikincide oluşmayan bir çökelti.
Çözüm: Kurşun iyonları aktif karbon tarafından adsorbe edilir.
3 numaralı çalışma. Maddenin doğasının adsorpsiyona etkisi.
İşin amacı
: Çözücünün doğasının aktif karbon ile adsorpsiyon üzerindeki etkisi incelenmiştir.
İş ilerlemesi.
%0.01'lik bir behere 5 ml döküldü. sulu çözelti fuksin, başka bir bardağa aynı miktarda fuksin alkol çözeltisi. Her iki bardağa da 0,2 g karbon tozu ilave edildi ve 5 dakika çalkalandı. Çözümler filtrelendi.
Gözlem : fuksinin alkol çözeltisi değişmeden kaldı, fakat sulu fuksin çözeltisinin rengi değişti.
Çözüm: Fuchsin suda az çözünür ve alkolde iyi çözünür. Buna göre, sanki zayıf çözünmüş bir maddeymiş gibi sudan arayüze doğru itilecektir. Kömürdeki adsorpsiyon yüksek olacaktır. Ancak alkol tarafından zayıf bir şekilde adsorbe edilecektir, çünkü onun tarafından iyi bir şekilde çözülmüştür ve arayüze gitmesi pek faydalı değildir. Ayrıca suyla karşılaştırıldığında alkolün kendisi de yüzey aktif madde olarak kabul edilebilir. Bu nedenle bir dereceye kadar fuksin'i kömür yüzeyinden uzaklaştıracak ve kendisi bu yüzeyi işgal edecektir.
Evde araştırma yapın.
4 numaralı çalışma. Soğuk musluk suyunun Aquaphor sürahisi tarafından emilmesi.
Çalışmanın amacı: AQUAPHOR filtre sürahisinin adsorpsiyon yeteneklerini inceledik
İş ilerlemesi. Deney için şunları yaptık:
derin kase beyaz, musluk suyu, Aquaphor kartuşlu filtre sürahisi
Temiz beyaz bir kaseye dökün soğuk su musluktan. Su berrak ama pasla karışmış. Suyun bir kısmını kartuşlu sürahiye döktük, bir kısmını da kontrol numunesi olarak bıraktık. Su Aquaphor sürahisi ile filtrelendikten sonra suyu temiz beyaz bir kaseye dökün ve filtreden elde edilen örneği karşılaştırın. ilk örnek musluktan.
Gözlem : Filtre örneği temizdir ve gözle görülür kirletici maddeler içermez.
Çözüm : Filtredeki aktif karbon, suyu görünür kirletici maddelerden arındırma görevinin üstesinden gelmiştir; pas.
5 numaralı çalışma. İsveç kirazı şurubunun aktif karbon ile adsorpsiyonu.
İşin amacı : Aktif karbon boya parçacıklarının emme kapasitesi araştırıldı organik maddeşuruptan.
İş ilerlemesi. Deney için şunları yaptık:
İki şeffaf bardak; 5 tablet aktif karbon tableti; İsveç kirazı şurubu.
Bir bardak şuruba ezilmiş aktif karbon ilave edildi. Test çözümümüzü bir süreliğine bıraktık. İsveç kirazı şurubu da ikinci kontrol camına döküldü ancak aktif karbon eklenmedi.
Gözlem: kontrol camı hala İsveç kirazı çözeltisini içermektedir ve aktif karbonlu test camında çözeltinin rengi açık kahverengiye dönüşmüş ve şeffaf hale gelmiştir.
Çözüm: aktif karbon, organik boya parçacıklarını çözeltisinden adsorbe etti veya emdi.
Çözüm:
Aktif karbon bize adsorpsiyon yeteneklerini gösterdi; emici özellikler.
Bu küçük siyah tablet neden çeşitli maddeleri bu kadar etkili bir şekilde emebiliyor?
Her şey birbirine göre rastgele düzenlenmiş karbon atomu katmanlarından oluşan özel bir karbon yapısıyla ilgilidir, bu nedenle katmanlar arasında boşluk - gözenekler - oluşur. Bu gözenekler, aktif karbona özelliklerini veren şeydir; gözenekler diğer maddeleri emebilir ve tutabilir. Ve bu zamanlar inanılmaz sayıda var. Böylece sadece 1 gram aktif karbonun gözenek alanı 2000 m2’ye kadar ulaşabilmektedir. 2 !
Araştırmamızdan tüm maddelerin aktif karbon tarafından tamamen adsorbe edilmediği sonucuna vardık.
Bu maddelerin çözeltide kalmasının ve renginin değişmemesinin nedenlerinden biri, bu maddelerin molekül boyutlarının adsorbanın gözenek boyutlarından daha büyük olması olabilir. Ayrıca maddenin molekülleri ile aktif maddenin gözeneklerinin yüzeyi arasında hiçbir çekici kuvvet oluşmadı. ://
Edebiyat
Alikberova L.Yu. Yararlı kimya: görevler ve hikayeler / L.Yu. Alikberova, N.S. Rukk. – 3. baskı, stereotip. – M.: Bustard, 2008. – 187 s.
Astafurov V.I. kimyasal analiz. M.: Eğitim, 1982.
Vasilyev V.P. Analitik Kimya Fiziko-kimyasal yöntemler analiz / V.P. - 6. baskı, stereotip. M.: Bustard, 2007. – 383 s.
Vasilyev V.P. Analitik kimya Laboratuar atölyesi / V.P Vasilyev, R.P. Morozova; tarafından düzenlendi Başkan Yardımcısı Vasilyeva – 3. baskı, stereotip. M.: Bustard, 2006. – 414 s.
Kimya dünyası. St.Petersburg, M .: M-Express, 1995
Konu: Aktif karbonun adsorpsiyon kapasitesinin incelenmesi
Araştırma çalışması
Tamamlanmış:
Ermakova Ksenia, Romanchuk Leonid, 8A sınıfı öğrencileri
Başkan: Rybakova Elena Nikolaevna,
kimya öğretmeni.
Hedef: aktif karbonun adsorpsiyon kapasitesine aşina olmak
- Görevler :
- 1. Bu konuyla ilgili literatürü inceleyin.
- 2. Aktif karbonla bir deney yapın ve uygun sonuçları çıkarın.
- 3. İlk gaz maskesinin yaratılış tarihini inceleyin.
Çalışmanın amacı: maddelerin adsorpsiyonu.
Araştırma konusu: Aktif karbonun adsorpsiyonu.
Araştırma yöntemleri: teorik, ampirik, deneysel
Hipotez:
- Uygulamada aktif karbonun gerçekten alışılmadık ve ilginç özellikler ve hem gaz halindeki maddeleri hem de çözeltilerden maddeleri emebilme yeteneğine sahiptir.
ETKİNLEŞTİRİLDİ
Aktif karbon
KÖMÜR
ETKİNLEŞTİRİLDİ
KÖMÜR:
ORGANİK KÖKENLİ KARBON İÇEREN ÇEŞİTLİ MALZEMELERDEN ÜRETİLEN GÖZENEKLİ BİR MADDE: KÖMÜR, KÖMÜR KOK VE PETROL KOK.
ÇOK SAYIDA GÖZENEK İÇERMEKTEDİR VE DOLAYISIYLA BİRİM KÜTLE BAŞINA ÇOK BÜYÜK ÖZEL YÜZEYE SAHİPTİR, DOLAYISIYLA YÜKSEK SOĞURMA YETENEĞİNE SAHİPTİR. TIP VE SANAYİDE ÇEŞİTLİ MADDELERİ AYIRMAK İÇİN KULLANILIR.
- Adsorpsiyon – gazların, buharların veya sıvıların yüzey tabakası tarafından emilmesi sağlam(adsorban) veya sıvı
Araştırmamız
Adsorpsiyon olgusu biz
üzerinde göstereceğiz
aşağıdaki deneyler.
1 Numaralı Deneyim
İhtiyacımız var:
- 2 adet düz tabanlı şişe.
- Alkol lambası
- Maçlar
- Maddeyi yakmak için 2 kaşık.
- Çiçekler
- Sülfür
- Aktif karbon
Her düz tabanlı şişeye bir çiçek yerleştirin. Ezilmiş aktif karbonu 3 numaralı şişeye yerleştirin. Yanan her kaşığa az miktarda kükürt koyun. Kaşıkları alkol lambasının alevine getiriyoruz. Kükürt yanmaya başlayana kadar ısıtmaya devam edin. Şimdi her kaşığı 2 ve 3 numaralı şişelere koyun, kapağını sıkıca kapatın. Bir süre sonra 2 numaralı şişede çiçeğin renginin değiştiğini, ancak 3 numaralı şişede çiçeğin aynı renkte kaldığını görüyoruz.
1 numaralı deneyimden elde edilen sonuç
- 1 numaralı deneyde, aktif karbon kükürt oksidi emdi ve 3 numaralı şişedeki çiçeğin rengi değişmeden kaldı. 2 numaralı şişede ortaya çıkan kükürt(IV) oksit çiçeğin rengini değiştirdi. Bu, aktif karbonun iyi bir gaz adsorban olduğu anlamına gelir. .
2 numaralı deneyim
İhtiyacımız var:
- Kağıt filtresi
- Dereceli silindir
- 2 bardak
- Aktif karbon
- Madde turnusol (çözüm)
Turnusol'u 1 ve 2 numaralı bardağa dökün. 2 numaralı cama ezilmiş aktif karbon ekleyin ve karıştırın. Daha sonra bu solüsyonu kağıt filtreden geçiriyoruz. Çözelti filtrelendikten sonra 1 numaralı camdaki çözeltiyle karşılaştırıyoruz. Ve filtrelenen çözeltinin renginin bozulduğunu görüyoruz.
2 ve 3 numaralı deneyimlerden elde edilen sonuçlar
- 2 numaralı deneyde, çözünmüş renkli bir maddenin aktif karbon tarafından adsorbe edilmesinin bir sonucu olarak çözeltinin rengi bozuldu.
- Aktif karbon seçici olarak çözünmüş maddelerin moleküllerinin boyutuna bağlı olarak çözeltilerden maddeleri emer .
Çözüm
- Aktif karbonun gerçekten alışılmadık adsorbe edici özelliklere sahip olduğunu pratikte gördük. N.D. Zelinsky'nin bir gaz maskesi icat etmesi aktif karbon hakkındaki bilgilere dayanıyordu. Gaz maskesini ilk icat eden ve böylece birçok insanın hayatını kurtaran yurttaşımızın olmasından gurur duyuyoruz.
- İnsanlık sürekli gelişiyor çeşitli alanlar aktif karbondan daha güçlü bir soğurucu bulma şansı çok azdır. Böylece kimyayı inceleyerek bilgimizi genişletmeye ve etrafımızdaki dünyayı oluşturan nesnelerin özellikleri hakkında daha fazla bilgi edinmeye devam etmeyi umuyoruz.
GAZ MASKESİNİN TARİHÇESİ
1915 YILINDA PROFESÖR NIKOLAI DMITRIEVICH ZELENSKY, KÖMÜRÜN ZEHİRLİ MADDELER İÇİN EN ETKİLİ EMİCİ Olduğunu GÖSTERDİ. ONU ETKİNLEŞTİRMENİN YOLLARINI BULDU, yani. GÖZENEKLİLİKTE ÖNEMLİ ARTIŞ. KAPASİTESİ SON DERECE GELİŞMİŞ BİR GRAM AKTİF KARBON, 15 METRE KARE EMME YÜZEYİNE SAHİPTİR.
Paketin üzerindeki yazı: “Karbonunuz aktif değil. Etkinleştirmek için 111"e SMS gönderin (Anekdot)
Aktif karbonu duymamış biriyle tanışmak muhtemelen zordur. Herkes onun tıbbi özelliklerini biliyor, filtre elemanlarında kullanılıyor, bayanlar onunla kilo vermeye çalışıyor ve bazı beyler onu... uh... diyelim ki ev yapımı alkollü içeceklerin üretiminde kullanıyor. Ancak herkes bunun ne olduğunu ve neden aktif olarak adlandırıldığını bilmiyor. Sorunu anlamamıza yardımcı olacak küçük deney evde uygulaması çok kolaydır.
Deney için ihtiyacımız olacak:
- Aslında herhangi bir eczaneden kolaylıkla temin edebileceğiniz tabletlerdeki aktif karbon;
- Aktif karbonun yakınında eczane rafında bulunan iyot;
- İki şeffaf kap - bardaklar, şişeler, kavanozlar - elinizde ne varsa;
- Biraz su.
Başlamak için yaklaşık on tablet aktif karbonu ezin. Birkaç damla su eklerseniz ezmeniz daha kolay olacaktır.
Bundan sonra yaklaşık bir çay kaşığı iyot ekleyin.
Ve sonra birkaç yemek kaşığı su.
Her şeyi iyice karıştıralım.
Kömür tabletlerine nişasta eklenir, böylece süspansiyonumuz siyahla birlikte mavi bir renk alır - bu karakteristik reaksiyon nişasta varlığı için iyot.
Şimdi çözümümüzü bir süreliğine bırakıyoruz. Farkı hissetmek için dedikleri gibi ikinci bardağa iyot ve biraz su da dökeceğiz ama aktif karbon eklemeyeceğiz.
Birkaç saat sonra kontrol camının hâlâ kahverengi iyot çözeltisi içerdiğini görüyoruz. Ve aktif karbonlu bardaktaki su temizlendi ve berraklaştı. Peki ya da neredeyse şeffaf - kömürün tamamı dibe çökmedi, bu nedenle su biraz bulanık görünüyor. Ama bu an meselesi; eğer daha uzun süre bekleseydim su tamamen berraklaşacaktı.
Böylece aktif karbon bize adsorpsiyon özelliklerini nazikçe gösterdi; emici özellikler. Aktif karbon, zehirlenme durumlarında veya filtre elemanlarında tamamen aynı etkiyi gösterir.
Bu küçük siyah tablet neden çeşitli maddeleri bu kadar etkili bir şekilde emebiliyor? Ve neden basit bir kalemin veya örneğin bir elmasın çekirdeği benzer özelliklere sahip değil - sonuçta hepsi karbondan yapılmış.
İşin püf noktası aktif karbonun özel üretiminde yatmaktadır. Aktif karbon üretimi iki aşamadan oluşmaktadır. İlk aşama kömür üretimidir. Ahşabın oksijensiz ısıtılması sonucu oluşur. Bununla birlikte, bu şekilde elde edilen kömür, bir adsorban işlevini yerine getiremez - gözenekleri ve mikrotübülleri vardır, ancak bunlardan epeyce vardır ve kapalıdır. Daha sonra kömür aktivasyona tabi tutulur - bu, kömürün ısıtıldığı, daha önce özel bir maddeyle emprenye edildiği ikinci aşamadır. kimyasal bileşikler veya aşırı ısıtılmış su buharı ile işlenir. Her iki durumda da kömürün tutuşmasını önlemek için işlem oksijen olmadan gerçekleşir.
Bu işlemler sonucunda, katmanlar arasında boşluk - gözeneklerin oluşması nedeniyle birbirine göre rastgele yerleştirilmiş karbon atomu katmanlarından oluşan özel bir karbon yapısı elde edilir. Bu gözenekler, aktif karbona özelliklerini veren şeydir; gözenekler diğer maddeleri emebilir ve tutabilir. Ve bu zamanlar inanılmaz sayıda var. Böylece sadece 1 gram aktif karbonun gözenek alanı 2000 m2’ye kadar çıkabiliyor!
Deneylerinizde iyi şanslar!
Çözeltilerden çeşitli maddelerin aktif karbon ile adsorpsiyon işlemlerinin incelenmesi
Hedef:
Kömürün adsorpsiyon kapasitesini kontrol edin;
Çözücünün doğasının adsorpsiyon üzerindeki etkisini inceleyin;
Tanışın kromatografik yöntem analiz.
Teçhizat: test tüpleri, huni, filtre kağıdı, adsorpsiyon kolonu, aktif karbon, kurşun nitrat ve potasyum iyodür çözeltileri, fuksinin sulu ve alkollü çözeltileri, bakır, demir, kobalt tuzlarının bir karışımı.
Egzersiz yapmak: Aşağıdaki deneyleri yapın, gözlemleri kaydedin ve sonuçlar çıkarın.
Deneyim 1.Çeşitli maddelerin çözeltilerden kömürle adsorpsiyonu. İndigo solüsyonunu bir test tüpüne, iyot solüsyonunu ise diğerine dökün. Her test tüpüne yaklaşık 0,2 g dökün. kömür, iyice çalkalayın ve süzün. Test tüplerindeki süzüntüyü koku ve renk açısından inceleyin. Gözlenen olayları açıklayın.
Deneyim 2. Kurşun iyonlarının kömür tarafından adsorpsiyonu. İki test tüpüne 5 ml dökün. %0,05 kurşun nitrat çözeltisi. Çözeltideki kurşun iyonlarının varlığını kanıtlamak için bir test tüpüne az miktarda potasyum iyodür çözeltisi ekleyin. Başka bir test tüpüne yaklaşık 0,2 g ekleyin. kömür ve 5 dakika çalkalayın. Çözeltiyi filtreleyin ve potasyum iyodür ile reaksiyona girerek kurşun iyonlarının varlığını kontrol edin. Yazmak iyonik denklem niteliksel reaksiyon Pb2+. Gözlenen olguyu açıklayın.
Deneyim 3.Çözücünün doğasının adsorpsiyona etkisi. Bir test tüpüne hafif renkli sulu fuksin çözeltisini, diğerine aynı miktarda alkol çözeltisini dökün. Her iki test tüpüne de 0,2 g ekleyin. kömür ve 5 dakika çalkalayın. Çözümleri filtreleyin. Adsorpsiyon neden bir durumda iyi, diğerinde ise kötü gidiyor?
Deneyim 4. Tuzların kromatografik ayrılması. Tuzların kromatografik olarak ayrılması için bir cam tüp kullanılabilir. Alüminyum oksit adsorban olarak kullanılır ve yünün üzerindeki boşluğu yaklaşık 3/4 oranında doldurur. Dolu sütun bir camın üzerindeki bir standa sabitlenir, adsorbanı sıkıştırmak için küçük bir kısım su dökülür ve daha sonra karışım ayrılır (karışım küçük porsiyonlar halinde dökülür). Karışım bir behere 5 ml dökülerek hazırlanır. %1 FeCl3, Cu(NO3)2, Co(NO3)2 çözeltileri. Bir sütun çizin ve içindeki maddelerin ayrılış sırasını belirtin.
Deneyim 5. Et suyundan yağ ve yabancı maddelerin proteinler tarafından emilmesi. Yumurta beyazını rendelenmiş havuçla karıştırın. Karışımı sıcak et suyuna ekleyin ve kaynatın. Serin. Ortaya çıkan çözümü filtreleyin.
1. Faz sınırındaki yüzey tabakasının özelliği nedir? Adsorpsiyon nedir?