Проект на тему "Сорбция и ее применение"

• 1 слайд

  Проектная работа
  Сорбция и ее применение
  .
  

• 2 слайд

  Введение
  Актуальность:
   
  В современном мире важна точность переработки, отбора и фильтрации веществ. Сорбция способствует предотвращению появления избытка влаги, нарушающей работ приборов и оборудования.
  Я считаю, данная тема актуальна не только в химической области, но и в других отраслях.
  

• 3 слайд

  Гипотеза:
   
  Я предположил, что одни и те же сорбенты проявляют свойства, которые зависят не только от качественного и количественного состава веществ, но и процесса их получения. При этом для каждого из них найдется своя область применения.
  Введение
  

• 4 слайд

  Введение
  Цель:
  
  Узнать больше нового об особенностях сорбентов и познакомить их с учащимися;
  Изучить процессы сорбции;
  Доказать гипотезу.
  
  
  
  Задачи:
  
  Рассмотреть особенности сорбентов из теоретического материала;
  Провести исследование по созданию сорбентов;
  Сравнить сорбенты;
  Сделать выводы.
  

• 5 слайд

  Сорбция
  Процесс поглощения одной средой (сорбентом) — жидкостью или твердым телом других сред (сорбтивов) —газов или жидкостей.
  Адсорбция
  Абсорбция
  

• 6 слайд

  Виды сорбентов
  Силикагели
  Цеолиты
  Карболены
  …
  

• 7 слайд

  Цеолиты
  Это группа минералов вулканического происхождения, обладающих способностью впитывания, выделения воды и других веществ. Эти минералы перерабатывают в сорбенты.
  Применение:
  Минеральные удобрения;
  Производство бетона, картона, пластмассы;
  Смягчение и фильтрация воды;
  Нефтедобыча и переработка.
  

• 8 слайд

  Карболен (активированный уголь)
  Это вещество, на 87-97 % состоящее из углерода. Карболены с высоко развитой пористой структурой получают из древесного угля, кокса и скорлупы.
  Применение:
  Пищевая промышленность;
  Медицина (выведение токсинов);
  Экологическая деятельность;
  Разделение растворителей.
  

• 9 слайд

  Силикагель (SiO2)
  Это высушенный гель H2SiO3 серого или белого цвета. Гранулы материала пористую структуру и хорошо развитую внутреннюю поверхность.
  Преимущества:
  Инертны и безвредны;
  Высокая прочность;
  Достаточно простое производство;
  Низкая температура регенерации (≈155°С).
  

• 10 слайд

  Формула силикагеля — SiO2
  

• 11 слайд

  Практическая деятельность
  Для достижения поставленной цели необходимо было выполнить поставленные мной задачи.
  Одним из самых простых по изготовлению сорбентов является силикагель, поэтому именно его я сравнивал с готовыми образцами.
  

• 12 слайд

  Методы изготовления
  силикагеля
  HCl + Na2SiO3
  CH3COOH + Na2SiO3
  

• 13 слайд

  Эксперимент №1
  Оборудование и реактивы: резиновые перчатки, мерный стакан, пластиковый стакан, стеклянная палочка, 12% раствор HCl, Na2SiO3.
  1. Определим объемное отношение реагентов:
  
  2HCl + Na2SiO3 → 2NaCl + H2SiO3↓; H2SiO3 → SiO2 + H2O
  
  Найдем молярное кол-во HCl (≈ 2.74 моль)
  Масса Na2SiO3 равна 167.14 гр.
  Объем Na2SiO3 относится к HCl, как 1.76:1, но кислота взята в растворе, поэтому отношение равно 1:1.
  
  2. Смешаем реагенты в полученном отношении:
  Реакция произошла мгновенно, образовался влажный осадок кремниевой кислоты.
  
  3. Спустя 48 часов осадок представляет собой кристаллизированные белые гранулы (силикагель).
  

• 14 слайд

  Получившийся силикагель
  

• 15 слайд

  Эксперимент №2
  Оборудование и реактивы: резиновые перчатки, мерный стакан, пластиковый стакан, стеклянная палочка, 70% эссенция CH3COOH, Na2SiO3.
  1. Определим объемное отношение реагентов:
  
  
  2CH3COOH + Na2SiO3 → 2CH3COONa+ H2SiO3↓; H2SiO3 → H2O + SiO2
  
  
  Найдем кол-во CH3COOH (≈ 1.67 моль)
  Масса Na2SiO3 равна 101.87 гр.
  Объем Na2SiO3 относится к кислоте, как ≈ 1:1.
  
  2. Смешаем реагенты:
  Моментально выпадает прозрачный осадок кислоты.
  
  3. Спустя 48 часов осадок представляет собой кристаллизированные белые гранулы (силикагель).
  

• 16 слайд

  Получившийся силикагель
  

• 17 слайд

  Физические свойства
  

• 18 слайд

  Сорбционные свойства
  Оборудование и реактивы: 3 пробирки, мерный стакан, покупной силикагель, силикагели из экспериментов 1 и 2, вода.
  Наливая воду в пробирки воду, выделяется кислород, который заполнял поры силикагелей.
  
  Процесс поглощения закончился. Силикагель №1 и покупной поглотили жидкость примерно 2/3 от собственного объема. Силикагель №2 поглотил примерно половину от своего объема.
  1
  2
  

• 19 слайд

  Фильтрующие способности
  Оборудование и реактивы: скрепки, стаканчики, силикагели, бумажные конусы, марля, вода, краситель (зеленый).
  1. Сделаем в конусах отверстия и закроем их марлей (чтобы подкрашенная вода проходила через гранулы и стекала вниз).
  
  2. Всыпем силикагели в конусы и осторожно нальем в них подкрашенную воду, предварительно установив их на стаканы. Оставим силикагели на 6 часов.
  Покупной силикагель не отфильтровывает в-ва – он поглощает некоторое кол-во жидкости и пропускает оставшуюся. Силикагель №2 – хорошее фильтрующее в-во.
  

• 20 слайд

  Заключение
  Выводы:
  
  1. Сорбция - поглощение твёрдым телом/жидкостью различных в-в из окружающей среды; существуют разные сорбенты. Силикагели нетоксичны и инертны, обладают высокой поглощаемостью; имеют широкое применение.
  
  2. Существуют разные силикагели, обладающие различными св-вами и областями применения.
  
  3. Свойства сорбентов зависят от способов их получения. Силикагель из уксуса является легким и хрупким, обладает способностью фильтрации. Кристаллическая решетка силикагеля из HCl обеспечивает сильную связь молекул оксида, поэтому в-во является крепким и устойчивым поглотителем.
  
  4. Сравнивая силикагели, можно обнаружить сходство между покупным силикагелем и силикагелем 1. Из этого можно предположить, в чем состоит процесс изготовления силикагеля в промышленных масштабах.
  

• 21 слайд

  Список литературы
  Беляков Н. Л., Соломенников А. В. / Энтеросорбция, введение в проблему. — Л. ЛенГИДУВ, 1990 — 35 с.
  Беркман С., Морелл Д., Эглофф Г. / Катализ в неорганической и органической химии, книга вторая. — М. Гостоптехиздат, 1949.
  Елизаров Д. П., Елькин А. И., Даванков В. А. / Экспериментальное изучение сорбционной активности распространенных адсорбентов.— 2003.— Т. 9, № 3.— С. 58—61.
  Колесова В. Г., Додали В. А., Лойко В. И., Марченко В. А. / Минералы цеолиты.— 1995, — Т. 1, № 1. — С. 65—68.
  Кольцов С. И., Алесковский В. Б. / Силикагель, его строение и химические свойства. — Л., 1963.
  Натуральные и синтетические цеолиты. / У.С. Буроу Information Circular. 1987.
  Основы неорганической химии. - том 5. - С. 409. – Сорбция веществ. / Агнус Макдональд. - 2003.
  Силикагели / Газпром нефтехим Салават: энциклопедия / гл. ред. Д. Р. Ягтман. — Уфа: Башкирская энциклопедия. - 2012.
  Струнина А.В., Белозовский А.Б., Каплан Л.К / Очистка природного газа активированными углями С. 51-59.
  Углеродные адсорбенты и их применение в промышленности / Деменева Э.М., Сукманова К.Г. (ред). — Пермь 1969. — Т. (выпуск 2). — С. 51-59.
  Хотимченко Ю. С., Kponomoe А. В., Хотимченко М. Ю. / Фармакологические свойства сорбатов — 2001.— Т. 7, № 4. — С. 22—36.