Слайд 1МБОУ СОШ №5 г. Искитима Новосибирской области
Исследовательская работа на тему:
г. Искитим
Слайд 2Актуальность 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.
Слайд 3Что такое адсорбция? Какие вещества называются адсорбентами? Какие вещества обладают высокой
адсорбционной способностью и почему?
Как используется это явление в быту и промышленности?
Слайд 4Цель работы:
Изучение характеристик адсорбционных свойств различных веществ
Слайд 5Задачи исследования:
Изучить сущность процесса адсорбции, её классификацию и механизм её проявления
Сравнить
вещества, обладающие высокой адсорбционной способностью.
Ознакомиться с использованием данного явления в быту и промышленности
Слайд 6Гипотеза исследования:
Если предложенные вещества являются адсорбентами, то они
обладают различными адсорбционными способностями
Слайд 7Объект исследования: Адсорбенты
Предмет исследования: Адсорбция и десорбция веществ
В ходе исследования была
рассмотрена специальная литература, internet-источники, проведена практическая работа по исследованию адсорбционной способности различных веществ.
Слайд 10Из 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.
Товий Егорович Ловиц
Слайд 11Что 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).
Слайд 12Адсорбирующееся вещество – адсорбат
Адсорбирующее вещество - адсорбент
Уголь
Древесные опилки
Уксус
Поглотитель
Поглощаемое вещество
Слайд 13Классификация адсорбции
Адсорбция
Физическая
Химическая (хемосорбция)
Молекулы сохраняют свою индивидуальность
Обратима
Уменьшается с ростом температуры
Молекулы теряют
свою индивидуальность
Необратима
Увеличивается с ростом температуры
Слайд 14Механизм адсорбции
У твердого тела отдельные его частицы расположены в определенном
порядке.
Частица А окружена другими такими же частицами равномерно со всех сторон.
Силовое поле частицы Б с внешней стороны не компенсировано. На поверхности остается свободное силовое поле, за счет которого к твердому телу и могут притягиваться частицы тех или других веществ из соприкасающегося с ним газа или раствора.
Слайд 15Что 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.
Адсорбция
Десорбция
Слайд 17О 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.
Слайд 18О п ы т 2.
«Поглощение запаха различными адсорбентами»
Слайд 19О 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.
Слайд 21О п ы т 3.
«Обесцвечивание растворов бриллиантового зеленого и йода
активированным углем»
Слайд 22О 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.
Слайд 24О п ы т 4.
«Поглощение воды силикагелем»
Силикагель без воды
Силикагель в виде
гранул
Силикагель в виде порошка
Слайд 25О 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.
Слайд 26Иллюстрации к опыту №4
Силикагель без воды
Силикагель в виде гранул
Силикагель в виде
порошка
Слайд 27О п ы т 5.
«Обесцвечивание раствора бриллиантового зеленого различными адсорбентами»
Спустя 30
Слайд 28О п ы т 5.
«Обесцвечивание раствора бриллиантового зеленого различными 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.
Слайд 29Иллюстрации к опыту №5
Спустя 30 минут
Спустя сутки
Слайд 30О п ы т 6.
«Обесцвечивание раствора бриллиантового зеленого различными адсорбатами»
В момент
добавления активированного угля
Спустя сутки
Слайд 31О п ы т 6.
«Обесцвечивание раствора бриллиантового зеленого различными 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.
Слайд 32Иллюстрации к опыту №6
В момент добавления активированного угля
Спустя сутки
Слайд 33Практическое 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.
Слайд 34Практическое значение адсорбции
На этом свойстве основано использование активированного угля в противогазах.
Противогаз был изобретен русским химиком Николаем Дмитриевичем Зелинским в 1915 г.
Слайд 35Выводы:
Адсорбционные явления чрезвычайно широко распространены в живой и неживой природе.
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.
В зависимости от природы адсорбционных сил различают физическую и химическую адсорбцию (хемосорбция).
Различные вещества обладают различными адсорбционными способностями, что и показали результаты проделанных опытов.
Слайд 36Информационные источники:
Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. М.: Мир,
1984;
Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1984. 592с.
Киселев А.В. Межмолекулярные взаимодействия в адсорбции и хроматографии. М.: Высш. шк., 1986;
Романков П.Г., Лепилин В.Н. Непрерывная адсорбция паров и газов. - Л.: Химия, 1968. - 228 с.
Стефан Брунауэр. Адсорбция газов и паров, том I, Физическая адсорбция, пер. с англ. Под редакцией М.М. Дубинина. - М.: ИЛ, 1948. - 783 с.
Слайд 37Информационные 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/himija006.shtml
http://www.ngpedia.ru/id564837p1.html
http://www.ngpedia.ru/id217095p1.html
http://humbio.ru/humbio/tarantul_sl/000000de.htm