Исследовательская работа на тему: «Сравнительная характеристика адсорбционных свойств различных веществ»

МБОУ СОШ №5 г. Искитима Новосибирской области Исследовательская работа на тему: «Сравнительная  характеристика  адсорбционных свойств  различных веществ» Работу выполнили: ученицы 9а класса  Казаченко Валерия, Волкова Полина Руководитель: учитель химии Свитова  Ирина Генриховна г. Искитим,2016  http://linda6035.ucoz.ru/

Актуальность темы       Адсорбционные явления чрезвычайно широко  распространены в живой и неживой природе. Толщи  горных пород и почвы являются огромными  колоннами с адсорбентами, по которым  перемещаются водные и газовые растворы. Легочная  ткань подобна адсорбенту ­ носителю, на котором  удерживается гемоглобин крови, обеспечивающий  перенос кислорода в организм. Многие функции  биологических мембран живой клетки связаны со  свойствами их поверхности, так, например, общая  площадь биологических мембран в организме  человека достигает десятков тысяч квадратных  метров. Даже такие наши чувства, как обоняние и  вкус, зависят от адсорбции молекул  соответствующих веществ в носовой полости и на  языке. http://linda6035.ucoz.ru/

Что такое адсорбция? Какие вещества  называются адсорбентами? Какие  вещества обладают высокой  адсорбционной способностью и  почему?  Как используется  это явление в быту и  промышленности?  http://linda6035.ucoz.ru/

•Цель работы:   Изучение  характеристик  адсорбционных свойств  различных веществ http://linda6035.ucoz.ru/

• Задачи исследования: 1. Изучить сущность процесса адсорбции, её  классификацию и механизм её проявления 2. Сравнить вещества, обладающие высокой  адсорбционной способностью.  3. Ознакомиться с использованием данного  явления в быту и промышленности 4. Предложить новые варианты применения  данного явления. http://linda6035.ucoz.ru/

• Гипотеза исследования:  Если предложенные вещества  являются адсорбентами, то  они обладают различными  адсорбционными   способностями http://linda6035.ucoz.ru/

Объект исследования: Адсорбенты Предмет исследования: Адсорбция и  десорбция веществ В ходе исследования была рассмотрена  специальная литература, internet­источники,  проведена практическая работа по  исследованию адсорбционной способности  различных веществ. http://linda6035.ucoz.ru/

Странная болезнь Ньютона http://linda6035.ucoz.ru/

Версия отравления  Наполеона http://linda6035.ucoz.ru/

Из истории Т.Е. Ловиц в 1785 году  открыл явление  адсорбции углем в  жидкой среде, предложил  использовать уголь для  очистки  фармацевтических  препаратов, спирта, вина,  органических соединений.  Ловиц показал, что  древесный уголь способен  быстро очищать  испорченную воду и  делать ее пригодной для  питья.  http://linda6035.ucoz.ru/ Товий  Егорович Ловиц

Что же такое  адсорбция? Адсорбция – это процесс поглощения вещества из  раствора или газа поверхностным слоем жидкости или  твердого тела, при котором происходит повышение  концентрации одного вещества (газ, жидкость) у  поверхности другого вещества (жидкость, твёрдое тело). http://linda6035.ucoz.ru/

Адсорбирующееся вещество – адсорбат Поглощаемо е вещество Уксус Адсорбирующее вещество ­  адсорбент Поглотител ь http://linda6035.ucoz.ru/ Уголь Древесные опилки

Классификация  адсорбции   Адсорбция Физическая • Молекулы  сохраняют свою  индивидуальность • Обратима • Уменьшается с  ростом температуры Химическая (хемосорбция) • Молекулы теряют  свою  индивидуальность • Необратима • Увеличивается с  ростом температуры http://linda6035.ucoz.ru/   АдсорбцияФизическаяХимическая (хемосорбция)

Механизм  адсорбции  • Адсорбция идет самопроизвольно и  обусловлена снижением поверхностного  натяжения.  • Поверхностное явление адсорбции может  сопровождаться тепловыми эффектами. • Тепло выделяется при образовании новой  поверхности раздела фаз.  • Адсорбция лежит в основе очистки, осушки,  разделения газов и других процессов. http://linda6035.ucoz.ru/

Физическая адсорбция Особенности физической адсорбции: •  Обратимость •  Специфичность •  С повышением температуры адсорбция  уменьшается, так как увеличивается  скорость десорбции. http://linda6035.ucoz.ru/

Что же такое  десорбция? Десорбция ­ это обратный процесс  адсорбции. Она происходит  самопроизвольно и идет до тех пор, пока  не наступит равновесие между прямым и  обратным процессами. http://linda6035.ucoz.ru/

ПРАКТИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ http://linda6035.ucoz.ru/

О п ы т 1. «Избирательная адсорбция газов  активированным углем» Оборудование и реактивы: Плоскодонная колба,  резиновая пробка к колбе, лучина, спички, пробирка с  газоотводной трубкой, штатив для пробирок;  активированный уголь, медные стружки,  концентрированная азотная кислота. Ход работы:  Cu + 4HNO3 (конц.) = Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2 Вывод: Активированный уголь – обладает  избирательной адсорбционной способностью газов. http://linda6035.ucoz.ru/

О п ы т 2.  «Поглощение запаха различными  адсорбентами»      Оборудование и реактивы:  Плоскодонная колба (2шт.),  резиновая пробка (2 шт.), измельченные кукурузные палочки и  активированный уголь, освежитель воздуха. Ход работы: Возьмем две колбы, поместим в одну колбу   несколько измельченных таблеток активированного угля, а в  другую ­ кукурузные палочки. Теперь в каждую колбу распыляем  освежитель. Затем плотно закроем их крышками и оставьте на  несколько минут. Через некоторое время легкими взмахами руки  направим к носу воздух вместе с парами летучего вещества, чтобы  почувствовать его запах. Во второй пробирке запах практически  не ощутим. Вывод: Лучшим адсорбентом являются кукурузные палочки. http://linda6035.ucoz.ru/

Иллюстрации  к опыту №2 http://linda6035.ucoz.ru/

О п ы т 3.  «Обесцвечивание растворов бриллиантового  зеленого и йода активированным углем» Оборудование и реактивы: Пробирка (2 шт.), раствор  бриллиантового зеленого, раствор йода,  активированный уголь (2 шт.), вода. Ход работы: В одну из пробирок добавили каплю  йода, в другую – «зеленки». Затем поместили по  таблетке в каждую пробирку и наблюдали явление  адсорбции. Спустя 5 минут йод полностью  обесцветился, а «зеленка» только спустя сутки.  Вывод: Лучшим адсорбатом является йод. http://linda6035.ucoz.ru/

Иллюстрации  к опыту №3 http://linda6035.ucoz.ru/

О п ы т 4. «Поглощение воды силикагелем» Оборудование и реактивы: силикагель в виде гранул,  силикагель в виде порошка,  3 пробирки, вода. Ход работы: В три пробирки поместили  одинаковое количество силикагеля и добавили к  двум из них воду. Через 3 минуты силикагель в виде  порошка разбух, силикагель в виде гранул слегка  разбух спустя сутки.  Вывод: Силикагель в виде порошка является  лучшим адсорбентом, его лучше использовать в  быту.   http://linda6035.ucoz.ru/

Иллюстрации к опыту №4 http://linda6035.ucoz.ru/ Силикагель  без воды Силикагель в  виде гранул Силикагель в  виде порошка

«Обесцвечивание раствора  бриллиантового зеленого различными  О п ы т 5. адсорбентами»      Оборудование и реактивы: Раствор  бриллиантового зеленого, смекта,  активированный уголь, вода, пробирки (2 шт.). Ход работы:  В пробирки с водой добавили по  капле бриллиантового зеленого, в одну – смекту,  в другую – активированный уголь. В пробирке со  смектой обесцвечивание раствора произошло  быстрее, чем в другой. Со смектой раствор  обесцветился за 30 минут, а с активированным  углем – за сутки. Вывод: Смекта обладает лучшей адсорбционной  способностью жидкостей. http://linda6035.ucoz.ru/

Иллюстрации к опыту №5 Спустя 30 минут http://linda6035.ucoz.ru/ Спустя сутки

«Обесцвечивание раствора  бриллиантового зеленого различными  О п ы т 6. адсорбатами»     Оборудование и реактивы: вода, спирт,  активированный уголь, раствор бриллиантового  зеленого, пробирки (2 шт.) Ход работы: В одну из пробирок налили воду, в  другую – спирт, добавили в них несколько капель  спиртового раствора бриллиантового зеленого.   Поместили в обе активированный уголь. В воде  уголь показал себя как хороший адсорбент,  обесцветив раствор бриллиантового зеленого.  Вывод: Спирт – плохой адсорбат, который не смог  поглотить раствор бриллиантового зеленого. http://linda6035.ucoz.ru/

Иллюстрации к опыту №6 В момент добавления  активированного угля Спустя сутки http://linda6035.ucoz.ru/

Практическое значение  адсорбции      Активированный уголь хорошо адсорбирует молекулы  хлора, оксидов азота, паров бензина, хлороформа и  плохо адсорбирует молекулы кислорода и азота  обладает избирательной адсорбционной способностью.  На этом свойстве основано использование  активированного угля в противогазах. Противогаз был  изобретен русским химиком Николаем Дмитриевичем  Зелинским в 1915 г. http://linda6035.ucoz.ru/

Практическое значение  адсорбции • При помощи различных твердых адсорбентов  производится улавливанье ценных паров и  газов, осветление растворов в производстве  сахара, глюкозы, многих фармацевтических  препаратов, нефтепродуктов. • Адсорбцией извлекают малые количества  веществ, растворенных в больших объемах  жидкости.  • Используются при крашении волокон, при  обогащении полезных ископаемых. Ионообменная адсорбция нашла широкие  применения в пищевой промышленности. http://linda6035.ucoz.ru/

Выводы: 1. Адсорбционные явления чрезвычайно широко  распространены в живой и неживой природе.  2. Адсорбция – это процесс поглощения вещества из  раствора или газа поверхностным слоем жидкости  или твердого тела, при котором происходит  повышение концентрации одного вещества у  поверхности другого вещества.  3. В зависимости от природы адсорбционных сил  различают физическую и химическую адсорбцию  (хемосорбция). 4. Адсорбция идет самопроизвольно и обусловлена  снижением поверхностного натяжения. 5. Десорбция ­ это обратный процесс адсорбции. Она  происходит самопроизвольно и идет до тех пор, пока  не наступит равновесие между прямым и обратным  процессами. http://linda6035.ucoz.ru/

Выводы: С помощью проделанных опытов мы смогли изучить  характеристики адсорбционных свойств различных  веществ. Мы смогли доказать ими, что:  1.Активированный уголь – обладает  избирательной адсорбционной способностью газов. 2.Кукурузные палочки хорошо поглощают газы. 3.Йод является отличным поглотителем другого  вещества. 4.Для впитывания влаги лучше использовать силикагель  в виде порошка. 5.Смекта быстро адсорбирует вещество. 6. В спирте адсорбция протекает медленно http://linda6035.ucoz.ru/

Информационные  источники: 1. Киселев А.В. Межмолекулярные взаимодействия в  адсорбции и хроматографии. М.: Высш. шк., 1986; 2. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность,  3. пористость. М.: Мир, 1984;  Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М.:  Химия, 1984. 592с. 4. Романков П.Г., Лепилин В.Н. Непрерывная  адсорбция паров и газов. ­ Л.: Химия, 1968. ­ 228 с. 5. Стефан Брунауэр. Адсорбция газов и паров, том I,  Физическая адсорбция, пер. с англ. Под редакцией  М.М. Дубинина. ­ М.: ИЛ, 1948. ­ 783 с. http://linda6035.ucoz.ru/

Информационные источники: • http:// www.xumuk.ru/encyklopedia/43.html • http:// www.chemport.ru/data/chemipedia/article _35.html • http://traditio-ru.org/wiki/Адсорбция • http://allforchildren.ru/sci/sci016.php • http:// www.diagram.com.ua/tests/himija/himija0 06.shtml • http://www.ngpedia.ru/id564837p1.html • http://www.ngpedia.ru/id217095p1.html • http:// humbio.ru/humbio/tarantul_sl/000000de.h tm http://linda6035.ucoz.ru/

Спасибо за  внимание! http://linda6035.ucoz.ru/