Araştırma çalışması Aktif karbon - adsorban Çalışmanın yazarı: 8A sınıfı öğrencisi Anastasia Gorshkova Danışman: kimya öğretmeni N.V. Kalinina Belediye Eğitim Kurumu "Ortaokul No. 41"

Konunun alaka düzeyi Düşük kaliteli yiyecekleri yerken veya toksik maddelerle zehirlenme durumunda, ilk yardım adsorban olarak aktif karbonun kullanılmasıdır.

Sorun Gazların ve çözünmüş maddelerin kömür tarafından adsorpsiyonu fiziksel bir olgudur. Kömürün emdiği maddeyi değişmeden geri çıkarmak mümkün müdür?

Hipotez “Aktif karbon” konusuyla ilgili literatürü inceleyerek. Adsorpsiyon olgusu,” Aktif karbonun gerçekten olağandışı ve ilginç özelliklere sahip olduğunu pratikte doğrulamak istiyorum. Kömür ne kadar gözenekli olursa, o kadar fazla absorbe edebilir veya adsorbe edebilir ve dolayısıyla daha hızlı mı olur?

Amaç: Aktif karbonun adsorpsiyon kapasitesinin tanıtılması. Hedefler: 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 karbon. Araştırma yöntemleri: teorik (literatür çalışması, İnternet kaynakları); Ampirik (gözlem, karşılaştırma, analojiler, genelleme).

Teorik kısım Adsorpsiyon. Amorf karbonun en dikkate değer fiziksel özelliği, gazlı bir ortamda ise gazları adsorbe etme ve sıvı bir ortamda ise çözünme kabiliyetidir. Gazın veya çözünen maddenin kömür ve diğer katılar tarafından yüzeyinde tutulmasına adsorpsiyon denir. Kömür ne kadar gözenekli olursa, o kadar fazla gaz veya çözünmüş madde emebilir veya adsorbe edebilir. Kömürün gözenekliliğini arttırmak için havaya erişim olmadan tekrar tekrar ısıtılarak etkinleştirilir. Bunun sonucunda kömürün içindeki kılcal damarları tıkayan ürün kalıntıları giderilir. Kömür, inert olanlar da dahil olmak üzere tüm gazları emer, ancak eşit şekilde tutmaz. Özellikle, bir gaz ne kadar kolay sıvılaştırılırsa, o kadar güçlü bir şekilde adsorbe edilir. Kömürün adsorbe ettiği gaz, kömürün ısıtılmasıyla kömürden çıkarılabilir. Bu, kömürü yeniden üretmek, yani adsorbe etme yeteneğini geri kazandırmak için kullanılır. Kömür, şeker ve alkol üretiminde yabancı maddelerden arındırmak amacıyla kullanılır. Eczanelerde aktif karbon “karbolen” adı verilen tabletler halinde satılmaktadır. Çözünmüş zararlı maddelerin mideden uzaklaştırılması için ağız yoluyla alınırlar. Filtreli gaz maskelerinde aktif karbon kullanılmaktadır.

Maddeler Kaynama noktası, °C olarak Emilebilirlik, cm³ olarak H 2 N 2 CO O 2 CO 2 NH 3 Cl 2 COCl 2 -253 -196 -190 -181 -79 -34 +8,2 57,5 ​​7,3 21 26 ,8 25,4 83,8 197,0 304,5 1130 Burada verilen tabloda, gazların adsorbe edilebilirliği ile sıvılaşma noktaları arasındaki bağlantı ve ayrıca gazların ve buharların kömür tarafından adsorbe edilebilirliğinin kimyasal doğasından bağımsızlığı oldukça açık bir şekilde görülmektedir.

Pratik kısım Dört test tüpü aldık. Biri boş bırakıldı, diğer üçü kömürle (tablet, granül, toz halinde) dolduruldu. Daha sonra her birinin içine parlak yeşil bir solüsyon döküp salladılar. Filtrelendi. 1 2 3 4 4 3 2 1 Granül Toz Tabletler Parlak yeşil çözelti Deney 1. Parlak yeşil çözeltinin adsorpsiyonu

Deney 1 Test Sonuçları: Test edilen tüm numunelerin (granül, toz, tablet) parlak yeşil boyayı tamamen absorbe ettiği gözlendi. 4 3 2 1

Deney 2. Turnusol çözeltisinin adsorpsiyonu Dört test tüpü alındı. Biri boş bırakıldı, diğer üçü ise tablet, granül ve toz halindeki kömürle dolduruldu. Daha sonra her birine mor turnusol çözeltisi döküp çalkaladılar. Daha sonra filtrelediler. 1 2 3 4 1 2 3 4 Turnusol Granül Tozu Tablet

Deney 2 çalışmasının sonuçları: Filtrasyondan sonra test tüplerindeki çözeltileri gözlemleyebiliriz. Tozun (3) olduğu yerde turnusol çözeltisi neredeyse görünmezdir. Tabletlerin (4) olduğu yerde mor turnusol rengi hala kalır. Daha fazla gözenekliliğe sahip kömür, daha az gözenekliliğe sahip kömüre göre daha fazla adsorbe edilmiştir. Granüllerdeki kömürün daha iyi adsorbe edildiği, yani daha fazla gözenekliliğe sahip olduğu görülebilir. 1 2 3 4

Araştırma için ilk olarak nitrik oksidi (IV) üretip topladık. Cu + 4HNO3 (kons.) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Öğütülmüş, hazırlanmış toz, tabletler, granüller. Deney 3. Nitrik oksit adsorpsiyonu (IV)

Deney 3'ün sonuçları: Test tüplerine karbon koyup çalkalayarak aktif karbonun gazı emdiğini görebiliriz. 1 numaralı test tüpünde (toz) daha hızlı, 2 numaralı (granül) ve 3 numaralı (tablet) daha yavaştır, hala az miktarda gaz vardır. Bu zehirli gazların adsorbe edilebileceğini gösterir. 2 1 3 1. Toz 2. Granüller 3. Tabletler Tekrar tekrar çalkalandıktan sonra gaz tamamen emildi. 1 2 3

Deney 4. Desorpsiyon Gaz halindeki veya çözünmüş maddelerin katı bir maddenin yüzeyi tarafından emilmesine adsorpsiyon, emilen bu maddelerin serbest bırakılmasına desorpsiyon denir. Gazların ve çözünmüş maddelerin kömür tarafından adsorpsiyonu fiziksel bir olaydır. Kömürün emdiği maddeyi değişmeden geri çıkarmak mümkün müdür? 1 2 3

Deney 4 çalışmasının sonuçları: Kömür ısıtıldığında adsorbe ettiği gazı değişmeden geri bırakır. Aktif karbonun yalnızca adsorbe edilemediği, aynı zamanda yenilenebildiği de ortaya çıktı. 1 2

Anket 1. Hiç aktif karbon tableti aldınız mı? 2. Aktif karbon tabletleri çıkarılır: 3. Hemşiremiz size siyah aktif karbon tabletini ne zaman verir?

Eczanelerde aktif karbon tablet şeklinde “karbolen” adı altında satılıyordu ve artık “aktif karbon” olarak adlandırılıyor. Çözünmüş zararlı maddelerin mideden uzaklaştırılması için ağız yoluyla alınırlar. Kömür, şeker ve alkol üretiminde yabancı maddelerden arındırmak amacıyla kullanılır. Filtreli gaz maskelerinde aktif karbon kullanılmaktadır. 1916'nın ortalarında Zelinsky-Kummant gaz maskelerinin seri üretimi kuruldu. Toplamda, Birinci Dünya Savaşı sırasında aktif orduya 11 milyondan fazla gaz maskesi gönderilerek milyonlarca Rus askerinin hayatı kurtarıldı. Adsorpsiyon olgusunun pratik önemi.

Sonuç: Araştırma sonucunda hipotezlerim doğrulandı. Aktif karbonun gerçekten alışılmadık ve ilginç adsorpsiyon ve desorpsiyon özelliklerine sahip olduğuna ikna oldum. Kömürün gözenekliliği ne kadar büyük olursa, o kadar hızlı emilebilir veya adsorbe edilebilir.

Öneriler Kömür yabancı maddeleri, yüksek asiditeyi, gıda zehirlenmesini ve ağır metal tuzlarını arıtmak için kullanılabilir. İlaç, etkisi emildikten sonra başlayan ilaçlarla aynı anda alınmamalıdır.

Pratik kısım Aktif karbonun (tablet (karbolen), granüle karbon, toz formunda) adsorpsiyon kapasitesi incelenmiştir. Nitrik oksit (IV) adsorbe edildi. Kömürün boyaları nasıl emdiğini inceledik. Bunun için turnusol ve parlak yeşil çözeltilerini kullandık. Gaz halindeki veya çözünmüş maddelerin katı bir maddenin yüzeyi tarafından emilmesine adsorpsiyon, emilen bu maddelerin serbest bırakılmasına desorpsiyon denir.

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:

• Aktif karbonun gerçekten alışılmadık ve ilginç özelliklere sahip olduğunu ve hem gaz halindeki maddeleri hem de çözeltilerdeki maddeleri emebildiğini pratikte doğrulamak istiyoruz.

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 bir katının (adsorban) veya sıvının yüzey tabakası tarafından emilmesi

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 No'lu 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. Ezilmiş aktif karbonu 2 numaralı cama ekleyin ve karıştırın. Daha sonra bu solüsyonu kağıt filtreden geçiriyoruz. Çözelti süzüldükten 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.
• Çeşitli alanlarda sürekli gelişen insanlığın, 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 Soğurma YÜZEYİNE SAHİPTİR.

Çözeltilerden çeşitli maddelerin aktif karbon ile adsorpsiyon işlemlerinin incelenmesi

Hedef:

Kömürün adsorpsiyon kapasitesini kontrol edin;

Çözücünün doğasının adsorpsiyon üzerindeki etkisini inceleyin;

Kromatografik analiz yöntemini öğrenin.

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. Pb2+ kalitatif reaksiyonunun iyonik denklemini yazın. 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 adsorpsiyonu. Yumurta beyazını rendelenmiş havuçla karıştırın. Karışımı sıcak et suyuna ekleyin ve kaynatın. Serin. Ortaya çıkan çözümü filtreleyin.

Güvenlik soruları:

1. Faz sınırındaki yüzey tabakasının özelliği nedir? Adsorpsiyon nedir?

IV Geleceğe Adım Programı Genç Araştırmacılar Yarışması

Rusya Federasyonu'nun Kuzeybatı Federal Bölgesi'nde

XII Genç araştırmacıların bölgesel bilim ve mühendislik sergisi “Kuzeyin Geleceği”

Yön: Doğa bilimleri ve modern dünya

Bölüm: kimya

KİMYASAL ATIKLARIN TEMİZLENMESİNDE BİR YÖNTEM OLARAK ADSORPSİYON

9. sınıf öğrencisi

V.G.'nin adını taşıyan Belediye Eğitim Kurumu Lisesi. Sizov, Monchegorsk.

Bilimsel süpervizör:

Semiçeva Valentina Firsovna

1. yeterlilik kategorisinin kimya öğretmeni

V.G.'nin adını taşıyan Belediye Eğitim Kurumu Lisesi. Sizov, Monchegorsk

Irina Anishchenko

KİMYASAL ATIKLARIN TEMİZLENMESİNDE BİR YÖNTEM OLARAK ADSORPSİYON

Belediye eğitim kurumu

V.G.'nin adını taşıyan lise. Sizov, Monchegorsk, Murmansk bölgesi

Bilimsel makale.

Giriş………………………………………………………………………………4 Ana bölüm………………………………………… ………………… ………………………….….6 1.Teorik çalışma………………………………………………………6 1.1.Nedir? adsorpsiyon nedir?................................................................. ................................................................... ...6 1.2. Adsorbanın yüzey alanına adsorpsiyonun bağımlılığı... ……………..7 1.3.Deney No. 1. ……………………………………………………………………………………..7 1.4.Gazların adsorpsiyonu……………………… ……………………………… …………………………….7 1.5.Deney No. 2…………………………………………………… …………………………….7 1.6. Çözeltilerden adsorpsiyon…………………………………………………...8 1.7. ………………………………………………………… ……………………………..…9 1.8. ………………………………………….…..9 2 Araştırma………………………… ………………………………………….. …9 2.1. Deney No. 1 - kil ve tebeşir dolgu maddesinin adsorpsiyonu…………………………..9 2.2. Deney No. 2 – kilin adsorpsiyon özelliklerinin iyileştirilmesi………………………….. 10 2.3. Deney No. 3- Asit ve alkali döküntülerinin adsorpsiyonu……………………….…..11 2.4.Araştırma sonuçları…………………………………………… …………….…12 3Genel sonuçlar……………………………………………………………….13 Sonuç………………………………… …………………… …………………….14 Bilgi kaynakları……………………………………………………………15

Adsorpsiyon.

Araştırma planı.

Giriiş.

Zehirli maddelerin kitle imha silahı olarak kullanılması girişimi Alman emperyalizmine aittir. Klor ilk kez 22 Nisan 1915'te Batı Cephesi'nde Belçika'nın Ypres kenti yakınlarında İngiliz-Fransız kuvvetlerine karşı kullanıldı. Klorun solunması boğulmaya, solunum yollarında şiddetli iltihaplanmaya, akciğer ödemine ve ölüme neden olur. 6 kilometre genişliğindeki cephedeki 6 bin silindirden 5 dakika içinde 180 ton klor açığa çıktı. İlk klor saldırısı, bölgeyi savunan tüm bölümün etkisiz hale gelmesine neden oldu. 5 bini sonsuza kadar olmak üzere 15 bin kişi eylem dışı bırakıldı. Neredeyse bir ay sonra Doğu Cephesinde Polonya'nın Wola Szydlowska kasabası yakınlarındaki Rus birliklerine yönelik gaz saldırısı tekrarlandı. 12 km'lik cephede ise rüzgarın Rus mevzilerine doğru esmesiyle 12 bin tüpten 150 tonun üzerinde zehirli gaz açığa çıktı. Saldırının ani olması ve gazın zehirli etkilerine karşı tamamen savunmasız kalması, büyük ve ağır yenilgilere neden oldu. "Gazlar" o gece bütün bir bölümü devre dışı bıraktı. Sürekli bir siperler ve iletişim geçitleri labirenti olan ileri hatlar cesetler ve ölmekte olan insanlarla doluydu. 9 bin kişi eylem dışı kaldı. Kimyasal savaşın patlak vermesi, insanlık için sayısız kurban ve acı hazırlıyordu. Kömür insanlığı bu kurbanlardan kurtardı. Seçkin bir kimyager ve bilim adamı olan Profesör N.D. Zelinsky, adsorpsiyon fenomeni temelinde çalışan bir gaz maskesini icat etti, test etti ve 1915'te önerdi. Zehirli havanın gaz maskesi aracılığıyla solunması, havayı toksik yabancı maddelerden tamamen arındırdı ve askerleri toksik maddelerin etkilerinden korudu. Bazı malzemelerin bazen toksik olan diğer maddeleri absorbe etme yeteneği bugün hala kullanılmaktadır. Nakliye sırasında petrol sızıntıları meydana gelir. Bu yağ diğer emici maddelerle birlikte toplanabilir. Taşıma sırasında asit dökülmeleri meydana gelir. Bu asit dökülmelerini nötralize edebilir ve adsorbanlar ile ürünleri toplayabilirsiniz. Belirli maddelerin geri dönüştürülmesi ve maddelerin safsızlıklardan arındırılması konusu halen geçerliliğini korumaktadır. Amaç: Adsorpsiyon olayını incelemek, kimya sınıfı için evrensel bir adsorban hazırlamak. Görevler:1. Kalitatif ve kantitatif analiz yöntemlerini kullanarak aktif karbon kullanarak adsorpsiyon olayını örnek olarak inceleyin.

2.Diğer adsorbanları inceleyin: kil, tebeşir dolgusu. 3. Adsorbanları karşılaştırın ve avantajlarını belirleyin. 4.Kimya sınıfı için evrensel bir adsorban oluşturun. 5. Araştırma sonuçlarını sunun. 6.Araştırma sonuçlarını konferansta sunacaktır. Çalışmanın amacı: adsorpsiyon olgusu. Araştırma konusu: çeşitli adsorbanların özellikleri. Hipotez: Belirli soğurma özelliklerine sahip adsorbanlar varsa; belirli maddeler üzerinde etki göstermesi durumunda, bir kimya laboratuvarında geniş etki spektrumuna sahip evrensel bir adsorbana ihtiyaç duyulur.

Ana bölüm.

1. Teorik araştırma yöntemleri: analiz, genelleme, kimyasal deney. 1.1 Adsorpsiyon olgusunun keşfi. Adsorpsiyon olgusu 1785 yılında Rus bilim adamı Lowitz tarafından keşfedilmiştir. Kömürün özelliklerini inceleyen Lovitz, bu maddenin çeşitli maddeleri (gazlar, suda çözünmüş boya) absorbe etme (adsorbe etme) konusunda olağanüstü bir yeteneğe sahip olduğunu keşfetti. Lovitz, kömürün bu özelliklerinin pratik amaçlarla kullanılma olasılığına dikkat çekti. Örneğin gemilerdeki içme suyunun arıtılması için. Adsorpsiyon (lat.ad-on; at; sorbeo-absorb), bir maddenin arayüzlerindeki fazların hacminden konsantre edilmesi işlemidir. Daha dar anlamda adsorpsiyon, bir gaz veya sıvıdaki yabancı maddelerin katı bir adsorban tarafından emilmesi anlamına gelir. Kömürün adsorpsiyon kapasitesi, parçacıkların yüzeylerinde bulunduğu özel koşullarla açıklanmaktadır.

Bir maddenin içinde parçacıklar arasında etkili olan tüm kuvvetler dengedeyse, yüzeyde yalnızca maddeye yönlendirilen kuvvetler dengededir. Sonuç olarak, gaz veya çözelti parçacıklarının emiciye çekilmesi nedeniyle adsorbanın yüzeyinde bir kuvvet alanı oluşturulur. Süreç kendiliğinden ilerliyor. 1.2. Adsorbanın yüzey alanına adsorpsiyon bağımlılığı. Adsorpsiyon özellikleri adsorban yüzeyinin boyutuna göre belirlenir. Adsorban, yüzeyi büyüdükçe daha büyük miktarda maddeyi emebilir. Yüzey alanı adsorbanın ezilme derecesine bağlıdır. 1.3.Deney No.1. 6 Amaç: Adsorpsiyonun adsorbanın yüzey alanına bağımlılığını belirlemek. Görevler: -kimyasalları yürütmek farklı adsorban alanlarına sahip aktif karbon ile klor adsorpsiyonunun deneyi; -klor emiliminin izlenmesi; - gözlemlerinizi bir günlüğe yazın, analiz edin ve bir sonuç çıkarın. Metodoloji: (deneyi çeker ocakta yapıyoruz) 1 No'lu, 2 No'lu şişeler klor ile doldurulur. Sarı-yeşil bir gazdır. 1 numaralı şişeye 2 tablet aktif karbon koyuyoruz, şişeyi bir tıpa ile kapatıyoruz, çalkalıyoruz ve klorun karbon tarafından emildiği süreyi not ediyoruz. Gaz 30 saniyede emildi. 2 numaralı şişeye ezilmiş 2 tablet aktif karbon koyuyoruz. Şişeyi bir tıpa ile kapatıyoruz, sallıyoruz ve klorun kömür tarafından emildiği süreyi not ediyoruz. Gaz 5 saniyede emildi. Sonuç: Adsorbanın yüzey alanının artmasıyla adsorpsiyon hızı artar, bu da emilen madde miktarının da arttığı anlamına gelir. Sonuç olarak iyi adsorbanlar, gözenekli, süngerimsi yapıya sahip maddelerin özelliği olan, oldukça gelişmiş bir yüzeye sahip malzemeler olabilir. 1.4.Gazların adsorpsiyonu. Gazlar aktif karbon tarafından farklı şekilde adsorbe edilir. Gaz adsorpsiyonunun kaynama noktasına bağımlılığı vardır. Sıvılaştırılması zor olan gazların (O 2) adsorbe edilmesi zordur. Kolayca sıvılaştırılabilen gazlar (SO 2 , Cl 2 , NH 3 ) iyi adsorbe edilir. 1.5.Deney No. 2 Amaç: Gaz adsorpsiyonunun kaynama noktalarına bağımlılığını belirlemek. Görevler: - klor, amonyak, oksijenin aktif karbonla adsorpsiyonunu gerçekleştirmek; - kimyasal bir deneyi gözlemlemek; - Gözlemlerinizi bir günlüğe yazın, analiz edin ve bir sonuç çıkarın. Metodoloji: (bir çeker ocakta deneyler yapıyoruz) 7 No.lu 1 numaralı şişe klor ile doldurulur. Sarı-yeşil bir gazdır. Kaynama noktası - -34.1 0 C. Şişeye 2 tablet aktif karbon koyun. Şişeyi bir tıpa ile kapatın ve çalkalayın. 5 saniye sonra sarı-yeşil renk kayboldu. Klor aktif karbon tarafından emilir. 2 numaralı şişe amonyakla doldurulur. Renksiz bir gazdır. Amonyağın kaynama noktası 35 0 C'dir. Gazı evrensel bir göstergenin ıslak şeridiyle kanıtlıyoruz. Şerit, ampulün açıklığında zengin bir mavi renk kazanır. Şişeye 2 tablet aktif karbon koyun, tıpayla kapatın ve çalkalayın. Bir gün sonra şişenin ağzında amonyak olup olmadığını kontrol edin. Islak evrensel gösterge şeridi soluk mavi bir renge döner. Gazın çoğu aktif karbon tarafından emildi. 3 numaralı şişe oksijenle doludur. Renksiz bir gazdır. Oksijenin kaynama noktası -183 0 C'dir. Gazı için için yanan bir kıymıkla kanıtlıyoruz. Kıymık parlak bir şekilde parlıyor. Şişeye 2 tablet aktif karbon koyun, bir tıpa ile kapatın ve çalkalayın. Bir gün sonra şişenin ağzında için için yanan bir kıymık ile gazı kontrol ediyoruz. Kıymık parlak bir şekilde yanıp sönüyor. Gaz neredeyse aktif karbon tarafından emilmedi. Sonuç: Bu kimyasal deney şu modeli doğruladı: Bir gazın kaynama noktası düştükçe adsorpsiyonu azalır. 1.6. Çözeltilerden adsorpsiyon. Aktif karbon sadece gazları adsorbe etmekle kalmaz, aynı zamanda çözünmüş maddeleri de adsorbe eder. Adsorpsiyon büyüklüğünün çözünmüş maddenin konsantrasyonuna bağımlılığı vardır. 1.7.Deney No.3. Amaç: Bir çözünen maddenin adsorpsiyonunun çözünen maddenin konsantrasyonuna bağımlılığını belirlemek. Amaçlar: - doymamış ve doymuş fuksin çözeltilerinin aktif karbon ile adsorpsiyonunu gerçekleştirmek; - kimyasal deneyi izlemek; - gözlemlerinizi bir günlüğe yazın, analiz edin ve bir sonuç çıkarın. Yöntem: 8 1 numaralı şişenin yarısı doymamış fuksin çözeltisiyle doldurulur (çözelti pembemsi bir renge sahiptir). Çözeltiye 3 tablet ezilmiş aktif karbon koyun. Bir gün bekletin. 2 numaralı şişe yarıya kadar doymuş fuksin çözeltisiyle doldurulmuştur (çözelti zengin pembe bir renge sahiptir). Bir gün sonra şunu görüyoruz. 1 No.lu, 2 No.lu şişedeki fuksin çözeltisi şeffaftır, yani boya çözeltiden emilmiştir. Sonuç: Çözünen konsantrasyonu arttıkça adsorpsiyon artar. Teorik araştırmanın sonuçları. 1.Adsorpsiyon kendiliğinden gerçekleşen bir süreçtir. 2. Adsorbanın yüzey alanı arttıkça adsorpsiyon artar. 3. Adsorbanlar gazları ve çözünmüş maddeleri emer. 4. Gazın kaynama noktası düştükçe adsorpsiyon azalır. 5. Çözünen konsantrasyonu arttıkça adsorpsiyon artar. 6.Adsorpsiyon geri dönüşümlü bir işlemdir.

2. Araştırma.

Yöntemler: kimyasal deney, gözlem, karşılaştırma. Amaç: Kimya sınıfı için evrensel bir adsorban hazırlamak. Amaçlar: - diğer malzemeleri maddeleri emme yetenekleri açısından incelemek: kil, tebeşir dolgusu; - incelenen maddelerin adsorpsiyon özelliklerini karşılaştırmak, avantajları belirlemek; - ofis için evrensel bir adsorban oluşturun. Birçok madde adsorbe etme yeteneğine sahiptir. 2.1. 1 numaralı deneyimi yaşayın. Amaç: Kil ve tebeşir dolgu maddesinin adsorpsiyon özelliklerini incelemek. Görevler: - bir potasyum permanganat çözeltisinin kil ve tebeşir dolgu maddesi ile adsorpsiyonunu gerçekleştirmek 9 - kimyasal deneyi izlemek; - Gözlemlerinizi bir günlüğe yazın, analiz edin ve bir sonuç çıkarın. Metodoloji: 1 numaralı huni yarıya kadar kırılmış kil ile doldurulur. Kil tabakasından 50 ml potasyum permanganat çözeltisini (mor çözelti) geçirin. Huniden şeffaf bir filtratın çıktığını görüyoruz. Manganez asit iyonları kil tarafından adsorbe edilmiştir. Adsorpsiyon 30 dakikada gerçekleşti. Kil, içinden çözeltinin geçmesinin zor olduğu plastik bir kütle görünümüne bürünmüştür. 2 numaralı huni yarıya kadar tebeşir dolgusu ile doldurulmuştur. Dolgu tabakasından 50 ml potasyum permanganat çözeltisi geçirildi. Huniden mor bir filtratın çıktığını görüyoruz. Manganez asit iyonları tebeşir dolgusu tarafından adsorbe edilmedi. Çözüm. 1. Adsorban kil. Kil tarafından adsorpsiyon yavaştır çünkü Kil parçacıkları birbirine yapışarak çözeltinin geçmesini zorlaştıran viskoz bir kütle oluşturur. 2. Tebeşir dolgu maddesinin adsorban özellikleri yoktur. 2.2.Deney No.2. Amaç: kilin adsorpsiyon özelliklerini geliştirmek; Görevler: - bir potasyum permanganat çözeltisinin kil ve kum karışımı ile adsorpsiyonunu gerçekleştirmek; - bir potasyum permanganat çözeltisinin bir kil karışımı ile adsorpsiyonunun gerçekleştirilmesi; kum; ve tebeşir dolgusu; - kimyasal deneyi izlemek; - Gözlemlerinizi bir günlüğe yazın, analiz edin ve bir sonuç çıkarın. Yöntem: 1 numaralı huninin yarısına kadar 1 ölçü kil ve 1 ölçü kum karışımıyla doldurulur. Karışımın içinden 50 ml potasyum permanganat çözeltisini geçirin. Huniden şeffaf bir filtratın çıktığını görüyoruz. Adsorpsiyon 2 dakika içinde gerçekleşti. 10 Sonuç. Kum, kil adsorpsiyonunu artırır. Kum gevşetici bir maddedir, kil parçacıklarının yapışmasını önler ve mikrokapilerler yoluyla tüm adsorban tabakanın sıvıyla doyurulmasını sağlar. 2 numaralı huninin yarısı şu karışımla doldurulur: 1 kısım kil, 1 kısım kum, 1 kısım dolgu. Karışımın içinden 50 ml potasyum permanganat çözeltisini geçirin. Huniden şeffaf bir filtratın çıktığını görüyoruz. Adsorpsiyon 30 saniyede gerçekleşti ve çok miktarda sıvı emildi. Çözüm. 1. Dolgu maddesiyle birlikte kum, kilin adsorpsiyon özelliklerini geliştirdi. 2. Adsorban olarak kimya laboratuvarında 1 ölçü kil, 1 ölçü kum, 1 ölçü dolgudan oluşan karışımın kullanılmasını öneriyoruz. 2.3. Deney No. 3 Amaç: Asit ve alkali dökülmeleri için adsorban karışımının adsorpsiyon özelliklerini incelemek. Görevler: - sülfürik asit sızıntısının adsorban karışımı ile adsorpsiyonunu gerçekleştirmek; - alkali döküntüsünün adsorban bir karışımla adsorpsiyonunu gerçekleştirmek; - kimyasal deneyi izlemek; - Gözlemlerinizi bir günlüğe yazın, analiz edin ve bir sonuç çıkarın. Yöntem: Plastik tepsi No. 1. İçine 5 ml sülfürik asit döküyoruz (1:1). Adsorban karışımını dökülmenin çevresine ve ardından merkeze dökün. Adsorbanı bir cam çubukla karıştırın. Gözlemler: - tıslama sesi duyuyoruz, yani gaz çıkıyor. Tebeşir dolgusu asidi nötralize eder. 5 dakika sonra. gösterge şeridi adsorban karışımındaki asitin varlığını tespit etmez. Adsorban asidi uzaklaştırdı. Adsorban karışımının kendisi yayılmaz ve bir kepçede iyi toplanır. 2 numaralı plastik tepsi. İçine 5 ml alkali döktüler. Adsorban karışımını çevrenin çevresine ve ardından merkeze dökün. Adsorbanı bir cam çubukla karıştırın. 11 Gözlemler: - alkali adsorban tarafından absorbe edildi, döküntü giderildi, ancak gösterge şeridi adsorbandaki alkalinin varlığını kaydetti. Alkali nötralize edilmez. Adsorban yayılmaz ve bir kepçede iyi toplanır. 2.4. Çalışmanın sonuçları. 1. Kil adsorban özelliklere sahiptir. 2. Tebeşir dolgu maddesinin adsorban özellikleri yoktur. Tebeşir dolgusu bir nötrleştiricidir. 3. Kilin adsorpsiyonu, kum ve tebeşir dolgu maddesi eklenerek geliştirilebilir. 4. Karışım: 1 kısım kil, 1 kısım kum, 1 kısım tebeşir dolgusu - iyi bir adsorban. 5. Adsorban karışımı asit ve alkalilerin dökülmelerini iyi bir şekilde giderir. 6.Kimya laboratuvarlarında kullanılmak üzere 1 kısım kil, 1 kısım kum, 1 kısım tebeşir dolgudan oluşan bir adsorban önerilebilir.

Genel sonuçlar.

1.Adsorpsiyon kendiliğinden gerçekleşen bir süreçtir. 2. Adsorbanın yüzey alanı arttıkça adsorpsiyon artar. 3. Adsorbanlar gazları ve çözünmüş maddeleri emer. 4. Gazın kaynama noktası düştükçe adsorpsiyon azalır. 5. Çözünen konsantrasyonu arttıkça adsorpsiyon artar. 6.Adsorpsiyon geri dönüşümlü bir işlemdir. 7. Kilin adsorban özellikleri vardır. 8. Dolgu maddesinin adsorban özelliği yoktur. 9.Kilin adsorpsiyon özellikleri kum ve tebeşir dolgu maddesi eklenerek geliştirilebilir. 10. Karışım: 1 kısım kil, 1 kısım kum, 1 kısım tebeşir dolgusu - asit ve alkali dökülmelerini gideren iyi bir adsorban. Bu karışımın kimya laboratuvarlarında kullanılması önerilebilir. Karışımdaki bileşenlerin özellikleri: - kil - adsorban; - tebeşir dolgusu – nötrleştirici; - kum - kabartma tozu

Çözüm.

Adsorpsiyon, fazlar arasında bir arayüzün olduğu her yerde ve her zaman meydana gelen genel ve her yerde bulunan bir olgudur. En büyük pratik öneme sahip olan, yüzey aktif maddelerin adsorpsiyonu ve gaz veya sıvı yabancı maddelerin yüksek derecede etkili özel adsorbanlarla adsorpsiyonudur. Yüksek spesifik yüzey alanına sahip çeşitli malzemeler adsorban görevi görebilir: gözenekli karbon, silika jeller, zeolitler ve ayrıca diğer bazı doğal malzeme ve sentetik madde grupları. Suyun adsorbanlarla arıtılması, sudan tat ve koku veren maddeleri gidermenizi sağlar. Suyun karbon filtrelerle arıtılması aynı zamanda içme suyunun saflığı sorununu da çözer. İnsanlar duman parçacıklarını ve bir miktar nikotini hapseden sigara filtreleri kullanır, böylece bu zehrin vücut üzerindeki zararlı etkileri azalır. Zararlı maddelerin bertarafına yönelik yeni yaklaşımlardan biri, bunların adsorbanlara dönüştürülmesidir ve daha sonra kullanımı, endüstriyel olarak doymuş bölgelerdeki çevre sorunlarını çözmeyi amaçlamaktadır.

Reaktifler ve ekipmanlar:

• bakır;
• konsantre nitrik asit;
• aktif karbon;
• konik şişeler (3);
• fişler (2);
• gaz çıkış borusuyla takın.

Adım adım talimatlar

Üç şişe hazırlayalım: ikisi tıpalı, biri gaz çıkış borulu. Konsantre nitrik asidi ekleyin ve gaz çıkış borusu olan bir şişeye dökün. Yoğun bir şekilde kahverengi gaz, nitrojen dioksit açığa çıkar. İki şişeye "dökün" ve tıpalarla kapatın. Bir süre sonra sistemlerin kapatıldığından emin olduktan sonra şişelerden birine tabletler ekleyin.

Sürecin açıklaması

Tabletli şişede birkaç dakika kaldıktan sonra yavaş yavaş kaybolacaktır: aktif karbon tarafından adsorbe edilir. Adsorpsiyon, gazların, buharların, maddelerin bir çözeltiden veya gaz karışımından bir adsorban (sıvı veya katının yüzey tabakası) tarafından emilmesi işlemidir. Aktif karbon iyi bir “emicidir”. Üretim teknolojisine bağlı olarak bir gram kömürün yüzeyi yaklaşık 1500 m² alana sahip olabilir. Aktif karbon, tıpta ve endüstride çeşitli maddelerin saflaştırılması, ayrılması ve ekstraksiyonu için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Önlemler

Deneyde toksik maddeler kullanılıyor. Deneyi evde tekrarlamayın.

Dikkat! Deneyde toksik ve tehlikeli maddeler kullanıldı. Bu deneyimi kendiniz tekrarlamaya çalışmayın.