OPINPOLKU 4.

Adsorptio ja etikkahapon tarkistaminen

Tässä opinpolussa tutustuimme yksikköprosesseihin adsorptio, sekoitus sekä neutralointi.

Adsorptio on fysikaalinen prosessi, jossa kaasumainen aine tai neste muodostaa ohuen kalvon kiinteän aineen pintaan. Tyypillisin esimerkki adsorption hyötykäytöstä on aktiivihiilisuodatin[.
Aineen pinnassa olevat atomit ja molekyylit eivät ole kaikilta tahoilta viereisten atomien tai molekyylien ympäröimänä, ja siksi niillä on käyttämättömiä valenssi- tai muita vetovoimia, joilla ne voivat kiinnittää vieraita molekyylejä. Adsorption voimakkuus riippuu sekä adsorboivasta aineesta että adsorboituvasta aineesta. Huokoiset ja hienojakoiset aineet adsorboivat usein hyvin johtuen suuresta pinta-alasta.

1. Menetelmän periaate

Homogeenisessa aineessa molekyyliin vaikuttavat viereisten saman aineen molekyylien veto- ja poistovoimat, joiden vaikutukset kumoavat toisensa. Sen sijaan kahden faasin rajapinnassa olevaan molekyyliin vaikuttavat rajapinnan kummallakin puolen eri molekyylien veto- ja poistovoimat, jotka eivät yleensä kumoa toisiaan. Näistä voimista johtuvat mm. pintajännitysilmiö ja vieraiden aineiden molekyylien kiinnittyminen eli adsorptio rajapintaan. Täten esim. kaasut ja liuoksessa olevat liuenneet aineet adsorboituvat kiinteän aineen pintaan. Sellaisilla huokoisilla aineilla, joilla on suuri pinta, on kyky adsorboida huomattavan suuriakin ainemääriä. Aine adsorboituu yleensä vain yhden tai korkeintaan muutaman molekyylin paksuiseksi kerrokseksi.

Adsorptio noudattaa yleensä Langmuirin adsorptioisotermiä

             

          (x/m) = ( k1 c) / (k2 + c) (1)

Yhtälössä x = adsorboituneen aineen massa [g], m = adsorbenssin massa [g], k1 ja k2 ovat vakioita, c = liuoksessa olevan aineen konsentraatio [mol/dm3] adsorption jälkeen. Jos yhtälössä (1) vaihdetaan osoittaja ja nimittäjä keskenään, saadaan yhtälö muotoon

                  (m/x) = (k2/k1) (1/c) + (1/k1)                            (2)

Tämän mukaan pitäisi m/x:n olla 1/c:n lineaarinen funktio.

Jos kokeessa saadut arvot noudattavat Langmuirin adsorptiotermiä ts. graafinen esitys antaa tulokseksi suoran viivan ovat molekyylit adsorboituneet hiilen pinnalle monomolekulaariseksi kerrokseksi ko. konsentraatioalueella..

Hiilijauheen ja laimennetun etikkahapon seokset käyneet ravistelijassa ja valmiina suodatusprosessiin, mikä tehtiin buchner suppilon avulla.

Suodatettuja liuoksia titrailtiin ja lopputuloksien selvittelyyn kuului vielä paljolti aika monimutkaisia laskutehtäviä.

Tästä raporttiin..