Füüsikaline keemia KK1 protokoll (0)

TTÜ Materjali- ja keskkonnatehnoloogia Instituut KYF0280 Füüsikaline keemia Üliõpilase nimi: Rebecca Pärtel Töö nr: KK1 ADSORPTSIOONI UURIMINE LAHUSE JA ÕHU PIIRPINNAL Siia tuleb sisestada  aparatuuri joonis.


TTÜ Materjali- ja keskkonnatehnoloogia Instituut KYF0280 Füüsikaline keemia Õpperühm: EANB31 Töö teostamise kuupäev: 09.09 ADSORPTSIOONI UURIMINE LAHUSE JA ÕHU PIIRPINNAL Siia tuleb sisestada  aparatuuri joonis.


Töö eesmärk (või töö ülesanne).  Määrata pindaktiivse aine vesilahuse pindpinevus sõltuvalt lahuse kontsentratsioonist. Pindpinevuse isotermist 
leida adsorptsioni isoterm. Adsorptsiooni isotermist arvutada molekuli pindala ja pikkus monomolekulaarses 
kihis.  Teooria.   Minu lahus: butanooli vesilahus konsentratsiooniga 0,5 M ja 5 järjestikust lahjendust 1:2 Töövahendid.  tensiomeeter, mõõtkolvid mahuga 50 ml, klaaspipetid mahuga 25 ml Töö käik.  Valmistasin 50 ml vesilahuse butanoolist. Lahjendasin lahust 1:2 5 korda. Alustades kõige väiksema 
konsentratsiooniga lahusest, hakkasin läbi viima katset kasutades tensiomeetrit. Kõige esimesena kasutasin 
puhast vett, sest tnsiomeeter on varem saanud veidi kahjustada ehk katse tulemused on selles mõjutatud.


Töö eesmärk (või töö ülesanne).  Määrata pindaktiivse aine vesilahuse pindpinevus sõltuvalt lahuse kontsentratsioonist. Pindpinevuse isotermist 
leida adsorptsioni isoterm. Adsorptsiooni isotermist arvutada molekuli pindala ja pikkus monomolekulaarses 
kihis.  Teooria.   Minu lahus: butanooli vesilahus konsentratsiooniga 0,5 M ja 5 järjestikust lahjendust 1:2 Töövahendid.  tensiomeeter, mõõtkolvid mahuga 50 ml, klaaspipetid mahuga 25 ml Töö käik.  Valmistasin 50 ml vesilahuse butanoolist. Lahjendasin lahust 1:2 5 korda. Alustades kõige väiksema 
konsentratsiooniga lahusest, hakkasin läbi viima katset kasutades tensiomeetrit. Kõige esimesena kasutasin 
puhast vett, sest tnsiomeeter on varem saanud veidi kahjustada ehk katse tulemused on selles mõjutatud.


Kalibreerimisteguri valem: Tabel 1 Katse nr 1 0.5 2 0.25 3 0.125 4 0.0625 5 0.03125 6 0.015625 Vesi 0 Tabel 2 Katse 0 0 1 0.02 2 0.04 3 0.06 4 0.08 5 0.1 ∆c 1 0.02 2 0.02 3 0.02 4 0.02 Arvutused = (0,10 + 0,14 + 3 · 0,15 + 0,10) sin(109°/2) = 0,64 nm = 6,4·10 ¹  m ⁻¹⁰ m ⁰ m Kontsentrat sioon, mol/l Kontsentrat sioon c Molekuli pindala adsorptsioonikihis S 0 ja adsorptsioonikihi paksus l0 Molekuli arvutuslik pikkus L 0 L0 = [ L(O-H) + L(C-O) + 3L(C-C) + L(C-H)] sin(109°/2) = 𝛤_𝑚𝑎𝑥=1/█(122475@) 𝑚𝑜𝑙/𝑚^2 𝑆_0=1/(𝛤_𝑚𝑎𝑥 𝑁_𝐴 )=122475/6,02𝐸23= 𝑙_0=(𝛤_𝑚𝑎𝑥 𝑀)/𝜌=74/( 6 5𝐸 ∙810000)=


0.5 Kalibreerimisteguri valem: V 0.05 n 0.025 m 1.85 I II III keskmine 27.2 27.9 28 27.70 29.43 52.8 52.8 53 52.87 56.16 57.3 57.4 58 57.57 61.15 62.8 62.8 62.6 62.73 66.64 64.9 64.5 64.4 64.60 68.62 65.5 65.5 66 65.67 69.76 67.8 67.9 68 67.90 72.13 1/c σ Pindliig Γ 1/Γ 0 50 0.070 6.514293787E-07 1535085.816919 25 0.068 1.137128552E-06 879408.04781727 16.7 0.067 1.663958062E-06 600976.68501872 12.5 0.066 2.231917908E-06 448045.15268778 10 0.065 ∆σ 0.03 -0.001073 0.05 -0.001124 0.07 -0.001175 0.09 -0.001226 1.43657448677661E-13 7.45932024424234E-10 m = (0,10 + 0,14 + 3 · 0,15 + 0,10) sin(109°/2) = 0,64 nm = 6,4·10 ¹  m ⁻¹⁰ m ⁰ m C M Mõõdetud pindpinevus (σ t), mN/m Pindpinevu s σ, mJ/m2 ckesk Molekuli pindala adsorptsioonikihis S 0 ja adsorptsioonikihi paksus l0 m2 Molekuli arvutuslik pikkus L 0 = [ L(O-H) + L(C-O) + 3L(C-C) + L(C-H)] sin(109°/2) = 𝛤=−𝑐_𝑘𝑒𝑠𝑘/𝑅𝑇  ∆𝜎/∆𝑐 𝑆_0=1/(𝛤_𝑚𝑎𝑥 𝑁_𝐴 )=122475/6,02𝐸23= 𝑙_0=(𝛤_𝑚𝑎𝑥 𝑀)/𝜌=74/( 6 5𝐸 ∙810000)=


V(aine) 2.2839506173 Uuritav aine butanool Kontsentratsioon, mol/l 0.5 Molaarmass, g/mol 74 0.81 810,000 Temperatuur, K 297.3 72.13 6.02E+23 Tihedus, kg/dm3
Tihedus, g/m3   H 2O pindpinevus σ, mJ/m 2 Avogadro arv N A, 1/mol 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 f(x) = 74.2104888376161 exp( − 1.69997862246712 x ) Pindpinevuse isoterm Konsentratsioon C (mol/l) P in d p in e v u s  σ  ( m J/ m 2 ) 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0 5E-07 1E-06 1.5E-06 2E-06 2.5E-06 Adorptsiooni isoterm C (l/mol) Γ  (m o l/ m 2 )


0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0 5E-07 1E-06 1.5E-06 2E-06 2.5E-06 Adorptsiooni isoterm C (l/mol) Γ  (m o l/ m 2 ) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 0 200000 400000 600000 800000 1000000 1200000 1400000 1600000 1800000 f(x) = 28546.6936507188 x + 122475.44512321 1/Γ = f(1/C) 1/C (l/mol) 1 /Γ


R 8.314 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 f(x) = 74.2104888376161 exp( − 1.69997862246712 x ) Pindpinevuse isoterm Konsentratsioon C (mol/l) P in d p in e v u s  σ  ( m J/ m 2 ) 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0 5E-07 1E-06 1.5E-06 2E-06 2.5E-06 Adorptsiooni isoterm C (l/mol) Γ  (m o l/ m 2 )


0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0 5E-07 1E-06 1.5E-06 2E-06 2.5E-06 Adorptsiooni isoterm C (l/mol) Γ  (m o l/ m 2 ) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 0 200000 400000 600000 800000 1000000 1200000 1400000 1600000 1800000 f(x) = 28546.6936507188 x + 122475.44512321 1/Γ = f(1/C) 1/C (l/mol) 1 /Γ


0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 f(x) = − 63.5396052367658 x² − 49.8599927938275 x + 70.5925341285485 Pindpinevuse isoterm Konsentratsioon C (mol/l) P in d p in e v u s  σ  ( m J/ m 2 )


0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 f(x) = − 63.5396052367658 x² − 49.8599927938275 x + 70.5925341285485 Pindpinevuse isoterm Konsentratsioon C (mol/l) P in d p in e v u s  σ  ( m J/ m 2 )


Järeldus
 Katseline ja arvutuslik tulemus klapivad. Adsorptsioonikihi paksuseks saadi 
7,45·10⁻10 m. Molekuli arvutuslik pikkus oli 6,4·10⁻¹⁰ m. Tulemused on väga ilusa 
ümardamise puhul samad.


Järeldus
 Katseline ja arvutuslik tulemus klapivad. Adsorptsioonikihi paksuseks saadi 
7,45·10⁻10 m. Molekuli arvutuslik pikkus oli 6,4·10⁻¹⁰ m. Tulemused on väga ilusa 
ümardamise puhul samad.


Siia tuleb lisada (skaneeritult või fotona) õppejõu poolt antud tööülesanne  ja õppejõu  poolt allkirjastatud originaalkatseandmete leht.




Siia tuleb lisada (skaneeritult või fotona) õppejõu poolt antud tööülesanne  ja õppejõu  poolt allkirjastatud originaalkatseandmete leht.

Document Outline

• Tiitelleht
• Teooria ja töö käik
• Arvutused, tabelid ja graafikud
• Järeldus
• Originaalkateseandmed