Адсорбция: неиспользованные возможности. Исследовательская работа на тему "исследование свойств адсорбционной способности активированного угля"

Активированный уголь это пористое вещество, чаще черного цвета, которое вырабатывают из различных углеродосодержащих материалов органического происхождения. На текущий момент известны технологии получения активированного угля из древесного угля (БАУ-А, ОУ-А, ДАК), из каменноугольного кокса (АГ-3, АГ-5, АР), из нефтяного кокса, а также из других органических материалов. Активированный уголь очень пористый материал, в результате чего имеет большую удельную поверхность на единицу массы, поэтому обладает высокой адсорбционной способностью. Именно это качество и позволяет применять активированный уголь в медицине, химической, фармацевтической и пищевой промышленности. Во многих современных комплексах для очистки питьевой воды используются фильтры, содержащие активированный уголь.

Один грамм активированного угля может иметь общую поверхность от 500 до 1500 м², в зависимости от технологии получения той или иной марки угля.

Возможно, вы уже давно перестали использовать это откровенно дешевое средство, как способ вывода токсинов при отравлениях, но в последние годы, особенно на Западе, активированный уголь стал настоящим велнес-трендом! В любом случае, об активированном угле вы знаете не так много, а между тем, как и любые другие лекарственные препараты неправильное применение и нарушение дозировки может и навредить здоровью. Как использовать разнообразные углеродосодержащие средства без вреда для здоровья и каковы возможности активированного угля мы и попробуем разобраться в данной статье.

Как работает активированный уголь?

Активированный уголь удаляет из организма токсичные вещества двумя механизмами, во-первых, за счет адсорбции, а во-вторых, за счет каталитического сокращения (процесса, заставляющего отрицательно заряженные ионы загрязнителя притягиваться к положительно заряженным ионам углерода).

Активированный уголь связывает находящиеся в организме человека токсины (и попавшие в организм извне, и образовавшиеся в результате жизнедеятельности каких-либо микроорганизмов внутри ЖКТ) за счет адсорбции и способствует их скорейшему выведению через кишечник.

Он так же эффективно чистит организм от хлора, хлораминов и , удаляя их каталитическим сокращением.

Обратите внимание, что употребление активированного угля сводит практически к нулю эффективность принимаемых одновременно с ним лекарственных препаратов (в пределах 10 часов).

Очищение организма углём при отравлении

Главная особенность активированного угля, даже принятого сверх нормы заключается в том, что не раздражает кишечник. Нормальная доза полностью выводится из организма не позднее, чем через 10 часов после принятия внутрь. Несмотря все преимущества активированного угля, чрезмерно увлекаться ими не стоит, будь то угольная маска (косметологи не советуют наносить её чаще 1 раза в неделю), или вы просто добавляете угольный порошок в еду. В последнем случае стоит помнить, что вместе с токсинами и углём из организма также выводят и многие микроэлементы, например, витамины разных групп.

На основе этого учёные и медика составлены строгие рецепты и дозировки употребления активированного угля для взрослого человека: препарат принимается не чаще двух раз в неделю с учётом того, что после приёма активированного угля, какого-либо другой лекарственный препарат принимается не ранее чем через 10 часов. В те дни, когда вы принимаете уголь, вы строго должны выпивать не менее 2,5 литров воды. При отравлении принимайте 4-6 таблеток активированного угля, при курсе детокса - по две.

Активированный уголь в косметике

Производство активированного угля осуществляется преимущественно из древесного угля, торфа или каменного угля. Пористая структура таблеток достигается путём воздействия на компонент сильных микропотоков воздуха. Каждая таблетка активированного угля в результате такой пористости может поглощать в себя молекулы токсинов, грязи или жира. Например, шампунь с гранулами угля действует на волосы по принципу скраба, паста и даже зубные щетки угольными частичками убивают бесчисленное количество бактерий в ротовой полости, а угольные маски способны решить почти любую проблему, связанную с проблемной кожей.

Интересный факт: несколько таблеток активированного угля массой 5-7 грамм способны всосать и впитать в себя огромное количество токсинов, если ровно распределить поверхность такого числа таблеток угля в один слой, то размерами он будет не менее площади футбольного поля.

Напитки на основе активированного угля

Все многочисленные свойства активированного угля определяются его химическим составом и особенностью строения натурального сорбента. Любопытно, но большая часть полезных свойств активированного угля была открыта ещё жителями Древней Индии и Китая, которые с помощью угля очищали воду для питья и вино. А спустя несколько столетий эксперты в области назвали активированный уголь одним из лучших средств для детокса (очищения организма).

Если вы привыкли к фасовкам активированного угля в виде таблеток и порошка, то наверняка удивитесь, что в США и Западной Европе уже несколько лет в продаже есть лимонад с углём!!! Да да, лимонад из активированного угля, который можно найти на прилавках аптек и косметических магазинов Нью-Йорка или Лос-Анджелеса.

Такие вот «активированные напитки» выпускаются в различных оттенках, начиная с черного и заканчивая светло-серым, разными вкусами и в разной таре. Казалось бы, желающих попробовать напиток черного цвета будет не так уж и много. Однако, адепты здорового образа жизни на перебой кричат о пользе таких лимонадов и коктейлей, а покупатели скупают такие напитки в больших количествах.

Напитки с добавлением активированного угля - лишь малая часть применения эффективного сорбента, на сегодняшний день в США и большинстве стран Европы он является очень популярным компонентом, который добавляют в косметические средства по уходу за кожей и волосами, среди которых: маски для лица, скрабы, зубная паста (порошок), мыло, шампунь и так далее.

Очищение кожи с помощью активированного угля

Маски из активированного угля не только очищают поры, но и сужают их. Одна маленькая угольная гранула впитывает грязи (сало, жир) в 200 раз больше собственного веса. Систематичное, но не чрезмерное применение масок надолго поможет избавиться от проблемы блеска и жирности кожи.

Здесь есть один очень важный момент: в состав косметических средств (масок из угля), должен входить только свежий компонент (свежий активированный уголь раскрошится уже при легком давлении на него ложкой).

Активированный уголь может вызвать аллергическую реакцию, поэтому прежде чем вы будете наносить такую маску, проверьте её на руке. Также косметологи рекомендуют наносить такие маски только на распаренное лицо.

Отбеливание зубов с помощью угля

Активированный уголь может отбелить зубы на 7-8 тонов, при этом не нарушив целостность зубной эмали. С помощью угольного порошка можно также полоскать рот, средство облает хорошими антибактериальными свойствами.

Уже после нескольких угольных процедур, вы заметите изменение в состоянии десен и , это происходит по причине того, что уголь меня PH-среду в полости рта. Чистка зубов угольным порошком осуществляется в том же режиме, что и чистка зубной пастой. Если вы все же беспокоитесь за зубную эмаль, то можете чистить угольным порошком, нанесённым поверх пасты.

Время от времени на форумах и женских сайтах появляются темы о похудении с помощью активированного угля - сразу стоит отметить, это довольно опасный способ сбросить лишний вес и мы настоятельно НЕ РЕКОМЕНДУЕМ использовать подобные угольные диеты! Да, активированный уголь выводит из организма токсины, но вместе с ними адсорбирует еще и полезные минеральные вещества, аминокислоты и тд. Именно поэтому принимая активированный уголь длительное время и в больших количествах вы рискуете серьезно навредить своему здоровью, ведь таким образом организм будет терять важные элементы, необходимые для нормального обмена веществ!

Безусловно, уголь очищает кровь, печень и кишечник, жировые запасы организма понемногу уходят, однако лишняя жировая ткань уходит из-за минерально-витаминного голодания организма. Спустя определённое время после того как вы начнете активно потреблять активированный уголь у вас может нарушиться работа кишечника, появятся запоры, понизится всасывание жиров, белков, витаминов, гормонов и минералов из ЖКТ. В результате упадет содержание сахара в крови, может опасно снизиться , появятся головокружение и озноб, апатия и даже снижение мозговой активности.

Для избавления от лишнего веса мы бы посоветовали пересмотреть диету в пользу богатых клетчаткой продуктов питания (злаки, овощи, цельнозерновой хлеб, фрукты, и тд). Такие продукты хуже усваиваются, но зато способствуют улучшению работы кишечника и в отличии от активированного угля не выводят из организма витамины и минералы. Еще лучше рассчитать количество потребляемых и растрачиваемых в течении дня калорий и поддерживать баланс, когда вы потребляете меньше, чем тратите - такой подход позволит похудеть без вреда для здоровья!

Опыт - как активированный уголь адсорбирует

Чтобы лично убедиться в адсорбционных свойствах активированного угля мы может провести небольшой опыт. Для эксперимента нам потребуется всего 2 компонента, а именно активированный уголь и раствор йода.

  • Берем 5 таблеток угля и помещаем их в обычный прозрачный стакан, добавляем несколько капель питьевой воды в стакан и растолчем активированный уголь в стакане.
  • Вливаем в стакан со смесью чайную ложку йода и 2 столовые ложки воды, перемешиваем.
  • В начале реакции наш раствор потемнеет, происходит это потому что в состав таблеток активированного угля входит определенная доля крахмала (помогает таблеткам сохранять форму), он то и взаимодействует с йодом, давая характерный синий цвет.
  • Оставляем стакан с раствором на несколько часов (для чистоты этой «лабораторной работы», можно параллельно использовать второй стакан, в котором будет тоже вода и йод, но не активированный уголь).

Спустя несколько часов в первом стакане угольный темный осадок опустится на дно, а жидкий раствор станет прозрачного цвета - это будет означать, что весь йод адсорбировался углем. Раствор без угля во втором стакане останется коричневато-желтоватым (в такой цвет его окрашивает именно йод).

Аналогичным образом таблетки активированного угля действуют в желудке человека, адсорбируя токсины и помогая ЖКТ справиться с пищевым отравлением.

Приведенные ниже простые опыты по химии связаны с изучением программного материа­ла школьного курса химии.

Необходимо иметь батарейку для карманного фонаря, тонкую медную проволоку длиной 15-20 см с эмалированной изоляцией, стержни простых каран­дашей, активированный уголь в ви­де черных таблеток под названием «карболен» (продается в аптеках), по 1 г трех-четырех образцов удоб­рений, спринцовку и некоторые другие вещи, которые всегда най­дутся дома. Какие вещества и обо­рудование необходимо брать для проведения опыта, видно из описа­ния самих опытов, а также по ри­сункам.

1. Скорость реакции зависит от концентрации электролита

В две пробирки опустить кусочки яичной скорлупы, например по 6 штук, одинаковые по площади. В первую пробирку налить 0,5-1 мл уксусной кислоты, во вторую - столько же кислоты, но разбавленной в 5-6 раз водой. Вставить в пробирки газоотводные трубки, свободные концы которых опустить в банки с водой. Обе пробирки закрепить в держал­ках. Установить по числу выделяю­щихся пузырьков, в которой из про­бирок скорость реакции большая. Этот опыт наглядно демонстрирует, что с уменьшением концентрации электролита - в данном случае при разбавлении водой кислоты - увеличивается число ионов (рас­павшихся молекул) и скорость реакции.

2. Гидролиз солей

В четыре флакона налить по 3-4 мл воды. В один добавить древесную золу (карбонат калия), в другой-3-4 капли силикатного клея (силикаты натрия и калия), в третий - крошки мыла (мыла-это соли высших жирных кислот), в четвертый - поваренную соль (хлорид натрия). Через 2-3 мин после растворения веществ растворы разлить на две части для испытания индикаторами - лакмусом и фенолфталеином. Хорошо, если школьник заполнит таблицу, указав в ней не только окраску индикатора (и, следовательно, сделав вывод о характере раствора - кислом или щелочном), но и уравнения гидролиза.

3. Электролиз раствора хлорида натрия

Присоединить провода к батарейке от карманного фонаря. Провод-анод (плюс) вставить в свежий срез клубня картофеля (среда, в которой распределяется раствор соли). Провод-катод (ми­нус) с укрепленным на нем гвоз­диком также вставить в срез кар­тофеля (на расстоянии 1,5-2 см от первого электрода). На срез кар­тофеля нанести 3-4 капли раство­ра поваренной соли. У гвоздика поместить измельченный кусочек пургена. В таком положении ос­тавьте установку на 15-20 мин. Какие изменения происходят на срезе картофеля и чем их объяснить? (Точно так же можно провести опыт с электролизом раствора поварен­ной соли, взяв вместо клубня кар­тофеля срез соленого огурца)

4. Электролиз раствора хлорида натрия с применением бумажной диафрагмы

В стаканчик налить раствор поваренной соли и разгородить сосуд бумажной перегородкой. Опустить в раствор стержни от карандаша - в разные отделения, верхние концы стержней соединить проводами с батарейкой. В катодное пространство опустить кусочек пургена (фенолфталеин) и наблюдать за происходящими изменениями. Как изменяется окраска жидкости в катодном пространстве? Какой газ выделяется на поверхности катода? Определить по запаху выделяющийся у анода газ.

5. Распознавание важнейших удобрений

Девятиклассники изучают пятую группу периодической системы элементов, подробно знакомясь с физическими и химическими свойствами азота и фосфора. Предлагаемые опыты не требуют каких-либо специальных реактивов. Практически для распознавания многих удобрений вполне достаточно воспользоваться лишь тлеющим угольком, стальным пером и пламенем.

Предполагается, что в трех бу­мажных пакетиках имеются образ­цы удобрений из следующих воз­можных: селитры (калийная, нат­риевая, кальциевая, аммиачная), сульфат аммония, карбамид, хлорид калия.

Ознакомиться с физическими свойствами образца удобрения (цвет, кристалличность, раствори­мость в воде и др.) и кратко описать их. В ходе анализа необходимо использовать бесцветное пламя го­рящего одеколона, газа, тлеющий уголек. (При анализе образца тлею­щим угольком держать его - на стальном пере - над блюдцем или тарелкой с водой!) Появление плот­ного «дыма», плавление кристаллов и запах аммиака укажут на нали­чие карбамида.

Запах аммиака появляется и в случае, если мы имеем дело с кристаллами сульфа­та аммония или аммиачной селитры. Но кристаллы карбамида никогда не дают вспышек на тлеющем уголь­ке, а кристаллы сульфата аммония и аммиачной селитры не образуют интенсивного (плотного) «дыма».

Для обнаружения в составе удоб­рения солей натрия, калия или каль­ция окраску пламени можно сделать более наглядной: на конец лучинки намотать немного ваты, смочить ее одеколоном, поджечь и в пламя внести несколько кристаллов ис­следуемого образца удобрения на кончике пера, вставленного в ручку. Окраску кальциевой селитры можно спутать с фиолетовой окраской соли калия. Чтобы различить их, надо сделать дополнительный анализ: отфильтровать приготовленный раствор золы (пользоваться им как раствором карбоната калия) и при­лить к нему раствор исследуемого образца удобрения. Появление бе­лого осадка укажет на кальциевую селитру. (Почему?)

В такой же последовательности провести анализ других образцов удобрений. Рекомендуем заполнить таблицу, в которой указать физи­ческие свойства вещества, окраши­вание пламени, действие на тлею­щий уголек, взаимодействие с ра­створом золы, сделанный вывод и формулу образца.

6. Как адсорбирует активированный уголь

В трубочку на тонкий рыхлый слой ваты по­местить слой угля (растолочь таб­летку карболена; если ее нет, мож­но воспользоваться измельченным древесным углем липы, березы), потом - тонкий слой промытого речного песка, чтобы уголь не всплывал. Закрепить трубочку в вертикальном положении с помощью проволочки. Для собирания жид­кости, прошедшей через слой угля-адсорбента, можно воспользовать­ся флаконами, стаканами, а еще лучше узкой рюмкой. Капельницей в верхнюю часть трубочки налить 7-8 капель раствора чернил и на­блюдать за тем, что происходит.

7. Адсорбция углем газов

Два одинаковых флакона (в один из них предварительно насыпать на дно уголь - 2-3 измельченных таблет­ки) заполнить оксидом углерода (IV). Его можно получить, напри­мер, действием уксусной эссенции на яичную скорлупу. Вставить во флаконы газоотводные трубки, на­конечники которых опустить в банку с раствором чернил. Для большей устойчивости и удобства флаконы также опустить в стеклянные бан­ки. Наблюдать за происходящими изменениями. В каком из наконеч­ников раствор поднимается выше? Как это можно объяснить?

8. Адсорбционные свойства гли­ны.

Приготовить (по 2 мл) раство­ры: чернил, перманганата калия и сок столовой свеклы. Поставить три флакона, поместить в них вер­тикально трубки и на маленький ватный тампон насыпать предвари­тельно прокаленную и измельченную глину толщиной 1,5-2 см. Отфиль­тровать приготовленные растворы. Что получилось и почему?

9. Использование электролиза для «сверления» стального изделия.

При­готовить в блюдце насыщенный раствор поваренной соли. Соеди­нить проводом лезвие безопасной бритвы с положительным полюсом батарейки. Это лезвие будет ано­дом. Заточить карандаш, обломить заточенный кончик стержня, но так, чтобы на этом конце карандаша получилось углубление 0,5-1 мм. На 1,5-2 см выше обнажить стер­жень и намотать на него провод, присоединенный к отрицательному полюсу батарейки. Таким образом, стержень карандаша будет катодом.

Положить лезвие в блюдце с раствором соли и коснуться каранда­шом-катодом лезвия. Чтобы карандаш устойчиво находился в таком положении, закрепить его. Необхо­димо помнить, что если стержень заостренного конца карандаша бу­дет касаться металла, электролиз не произойдет. (Почему?)

Поста­вить установку на 20-30 мин и наблюдать за изменениями. Какой газ выделяется вокруг карандаша? Почему лезвие-анод в месте при­косновения карандаша будет раст­воряться и образуется отверстие? Как изменяется окраска жидкости в блюдце?

Из журнала «Семья и школа»


Активированный уголь далеко не такая простая вещь, как может показаться на первый взгляд. Нет, сам уголь вещь чрезвычайно простая, однако именно в этом и заключается его самая сильная сторона. Именно это позволяет использовать активированный уголь для самых разных целей и задач.

1. Поглотитель запахов в холодильнике



Неприятные запахи в холодильнике – распространенная проблема, с которой сталкиваются многие хозяйки. Найти причину и справиться с этой проблемой бывает непросто так, как некоторые «ароматы» не исчезают даже после разморозки и тщательного мытья холодильника. В таком случае следует воспользоваться активированным углем и серым хлебом. Разложите таблетки и кусочки хлеба на всех полках холодильника и через пол дня от запахов не останется и следа.

2. Плесень и грибок дома



В местах повышенной влажности со временем появляется плесень и грибок, справиться с которой бывает непросто. Однако, такую неприятность можно избежать, раскладывая таблетки угля в непроветриваемых местах с повышенной влажностью таких, как шкафчики ванной, подоконники, кладовка и санузел.

3. Фильтр для воды



Уголь прекрасно впитывает в себя промышленные отходы, пестициды и химикаты, содержащиеся в воде. Поэтому, таблетки активированного угля можно использовать для очистки воды. Для этого понадобятся два тканевых круга, соответствующих диаметру емкости, которую вы будете заполнять водой. Сшейте тканевые круги, оставив небольшое отверстие, выверните изделие наизнанку, заполните измельченным углем и закрепите на горлышке емкости с помощью тонкой проволоки или ниток.

4. Ароматизатор воздуха



Активированный уголь способен не только впитывать запахи, но и распространять их. Поэтому таблетки угля можно использовать в качестве бюджетных ароматизаторов воздуха. Просто смочите несколько таблеток угля в любимом эфирном масле и разложите их по дому.

5. Неприятный запах ног



Людям, чьи ноги сильно потеют и источают не лучший аромат, стоит задуматься об изготовлении специальных стелек с измельченным активированным углем. Такие стельки будут впитывать пот, неприятные запахи и сделают процесс носки закрытой обуви более комфортным.

6. Маска от черных точек



Оказывается, нашумевшую черную маску от угрей можно приготовить самостоятельно буквально за копейки. Для этого нужно измельчить 3 таблетки активированного угля, добавить столовую ложку желатина, залить смесь тремя столовыми ложками воды или желатина и тщательно размещать. Полученную субстанцию следует нанести на проблемные участки кожи, оставить на 15 минут, а после резким движением снять.

7. Средство от похмелья



Наверняка, многим знакомы неприятные ощущения, которые проявляются утром после веселой вечеринки. Предотвратить тошноту, головную боль и слабость поможет доза активированного угля, принятая перед вечеринкой.

8. Косметический лед



Кубики льда с активированным углем – прекрасное средство, которое позволит освежить и омолодить кожу, а также нормализовать работу сальных желез. Для приготовления такого льда, измельченные таблетки угля нужно смешать с водой (1 таблетка на 100 грамм воды), залить в форму и использовать для утреннего умывания.

9. Чистота волос



Адсорбирующие свойства активированного угля прекрасно очищают фолликулы волос и кожу головы. Просто смешайте измельченную таблетку угля с порцией шампуня и помойте полученной смесью голову. Такая процедура позволит устранит жирный блеск и продлить эффект чистых волос.

10. Скраб для тела



Активированный уголь прекрасно средство для очищения кожи. Измельчите упаковку таблеток, смешайте получившийся порошок с жидким медом и используйте в качестве скраба для очищения тела. Такое средство лучше всего наносить на распаренную кожу и использовать не чаще одного раза в неделю.

11. Тушь для ресниц



На основе активированного угля можно приготовить тушь для ресниц, которая придется по душе любительницам натуральной косметики или здорово выручить в случае если обычной туши нету под рукой. Для изготовления туши измельченные таблетки угля нужно смешать с несколькими каплями масла жажоба или соком алоэ, тщательно перемещать, перелить в подходящую емкость и использовать, как обычную тушь.

Видео-бонус:

12. Средство для умывания



Благодаря своим адсорбирующим свойствам, активированный уголь прекрасно очищает поры, убирает излишки кожного сала, способствует заживлению прыщей и разглаживанию морщин. Поэтому измельченные в порошок таблетки угля можно использовать для ежедневного умывания.

13. Детокс эффект



Холестерин, пестициды, гормоны роста, химикаты и прочие вредные вещества, которые мы ежедневно поглощаем вместе с продуктами питания, негативно влияют на наш организм, внешний вид и общее самочувствие. Вывести из организма негативные вещества, поможет активированный уголь. Для этого в течении десяти дней перед едой нужно выпивать по 10 таблеток угля, распределяя их на три части (завтрак, обед и ужин). К концу курса вы почувствуете легкость и прилив сил.

Видео-бонус:

В продолжение темы , которые могут пригодиться.

ГУ "Мичуринская средняя школа" отдела образования акимата
Костанайского района, Костанайской области

Направление: познание мира.
Исполнитель: Тюлегенов Ануарбек Санцызбайұлы
Руководитель работы: Маденова Жанара Казкеновна,
высший уровень, высшей квалификационной категории,
учитель начальных классов,
ГУ "Мичуринская средняя школа"
районного отдела образования акимата Костанайской области

2017 уч.г.
Содержание
1. Введение ………………………………………………………………........1­2
2. Теоретическая часть………………………………………………………..3
3. Область применения активированного угля…………………………………4
4. Социологическое исследование …………………………………………..4
5. Практическая часть……………………………………………………………4
6. Заключение …………………………………………………………………5
7. Литература ………………………………………………………………….6

Аннотация написана научным руководителем
Маденовой Ж.К на работу Тюлегенова Ануарбека
Направление: Познание мира
Тема: «Как «работает» активированный уголь?»
Автор: Тюлегенов Ануарбек Санцызбайұлы ГУ "Мичуринская средняя школа"
акимата Костанайского района, Костанайской области
2 класс
Научный руководитель: Маденова Жанара Казкеновна, учитель начальных
классов ГУ "Мичуринская средняя школа" акимата Костанайского района,
Костанайской области
Аннотация
Данная исследовательская работа развивает познавательный интерес
учащегося,
что является необходимым условием в обучения
естественнонаучной грамотности. Цель данной работы изучить процесс
адсорбции на примере активированного угля (целого и толченого). Изучены
интересные факты об активированном угле.
Проведен социологический опрос среди учащихся Мичуринской средней
школы 15% респондентов владеют информацией, 85% мало что знают.
Исследовательская работа расширяет кругозор и повышает уровень учебной
мотивации.

Актуализация



явилась адсорбция.
Слово это образовалось от двух латинских: ad, что означает – на, при, а
также sorbeo – поглощаю. Именно это загадочное поглощение и будет
предметом моего доклада и предшествующего ему научного эксперимента,
или попросту – опыта.

«Как «работает» активированный уголь?»
Гипотеза исследования
Цель исследования
Изучить процесс адсорбции на примере активированного угля (целого и
толченого).

Задачи исследования
1. Изучить литературу по теме об адсорбции.
2. Выявить знания учащихся по данной проблеме.
3. Провести химический опыт с активированным углём.
4.Обобщить полученные результаты и сделать выводы о свойствах
активированного угля.

Теоретическая часть
Что такое адсорбция?
Окружающая нас природа полна тайн, загадок и удивительных явлений.
Некоторые из которых кажутся настолько невероятными, что лишь
внимательное их изучение способно снять с них ореол волшебства и
таинственности. Одним из таких, поразивших меня природных процессов,
явилась адсорбция. Слово это образовалось от двух латинских: ad, что
означает – на, при, а также sorbeo – поглощаю. Именно это загадочное
поглощение и будет предметом моего доклада и предшествующего ему
научного эксперимента, или попросту – опыта.
Наиболее подходящим веществом, позволяющим продемонстрировать
действие адсорбции является активированный уголь. Он представляет собой
вещество, получаемое из органических материалов (древесины, сахара, кости,
ореховой скорлупы и даже крови!). Очень важным отличительным свойством
этого вещества является его пористость. То есть оно состоит из огромного
множества (миллионов!) пор (микроскопических пещерок) и поэтому
обладает очень большой поверхностью. Именно это дает возможность в
полной мере проявиться адсорбции.
Так что же это такое? Адсорбция представляет собой, выражаясь
простым языком, способность тела или вещества притягивать к своей
поверхности вещества и частицы, находящиеся в окружающей среде (воде,
воздухе и тому подобное). Явление адсорбции хорошо знакомо всем, без
исключения детям, которые возвращаясь с прогулок по пыльным улицам, игр
в песочнице приходят домой “чумазыми” то есть испачкавшимися. Их тела
невольно участвовали в процессе адсорбции, притягивая к себе пыль, грязь и
песок.
Несложно догадаться, что адсорбция сильно зависит от площади
поверхности – чем она больше, тем больше вещества “прилипнет” к ней. Тут
то и раскрывает свои чудесные свойства активированный уголь.

Я упоминал, что он, благодаря своей пористой структуре, обладает
большой поверхностью. Это действительно так: всего один грамм
активированного угля способен занимать площадь от пятисот до полутора
тысяч квадратных метров! То есть одна маленькая таблеточка обычного
активированного угля, продающегося в аптеке, по площади намного
превышает площадь нашего класса! Из­за того, что он, несмотря на свои
маленькие размеры, имеет свойство активного притяжения вещества как
очень большие объекты его и называют активированным.
Область применения активированного угля.
Благодаря своему уникальному свойству активированный уголь широко
используется человеком в самых разных видах своей деятельности. Например
в медицине: адсорбирующие свойства угля используют для очищения
организма от отравляющих шлаков и ядов, масок для лица, отбеливание
зубов, стельки для обуви. Кроме того, активированный уголь используют
при производстве продуктов питания и напитков, очищая воду, идущую на их
изготовление от вредных примесей. Очищение – главная задача
активированного угля. С целью очищения воды и воздуха уголь входит в
состав фильтров питьевой воды на кухнях, некоторых видов противогазов у
военных и спасателей, удаляет неприятные запахи в холодильнике.
Мы решили узнать, какими сведениями об активированном
Социологический опрос
угле обладают наши сверстники. Для этого мы попросили ответить
учащихся 2­х классов на вопросы:
1. Что такое активированный уголь?
2. Где используется?
15% учеников владеют кое­какой информацией, 85 % мало, что
знают
Практическая часть
Исследования в домашних условиях
Теперь я хочу перейти к описанию поставленного мной опыта, потому
как это лучший способ продемонстрировать свойства активированного угля и
явления адсорбции.
Для опыта я приготовил следующее оборудование и реактивы:
­ 2 емкости,
­ 20 таблеток активированного угля (10 целого и 10 толченого),

­ воду,
­ чернила,
­ фильтрованную бумагу.
Ход опыта я записал в таблицу:
Что наблюдаю
Чернила окрасили воду в
темно­синий цвет
1.
2.
3.
4.
Что я делаю
Налил небольшое
количество чернил в
воду
Разлил раствор в две
емкости с табличками
(см. фото № 1)
Приготовил по 10
таблеток
активированного
угля
целого и толчёного
(см.ф.№2)
В 1 ёмкость бросил целые
таблетки
Во 2­ую емкость
растолчённые
Таблетки
5.
Прошло 5 минут
6.
Процедил раствор
через
фильтровальную
бумагу
Выводы
Частицы вещества
чернил растворились в
воде
Растолченный
активированный уголь
обладает более
сильными активными
свойствами.
Частицы
активированного угля
вступили в процесс
адсорбции, притягивая
вещество чернил к
себе.
Активированный уголь
адсорбировал
красящее вещество
чернил, которое
осталось после
процеживания на
фильтре, оставив воду
практически чистой.
С легким шипением
таблетки и порошок
стали взаимодействовать
с красящим веществом
чернил (порошок
активнее)
Вода в стаканах
сохранила свою синюю
окраску, но цвет стал
неравномерным и более
сильным в районе
частичек угля.
Вода в обеих емкостях
после процеживания
практически чистая, в
стакане с толченым
углем она гораздо чище.

Итак, как можно убедиться поставленный опыт наглядно
Заключение
продемонстрировал свойства активированного угля и раскрыл течение
процесса адсорбции. В данном случае он проходил в жидкости, но как я
говорил выше, его свойства проявляются в любой среде, включая воздух и
твердые тела, потому как представляют собой следствие их взаимодействия
между собой.
Литература
://ВикипедиЯ
1. Брагин А. Обо всем на свете. Серия: Большая детская энциклопедия.
Издательство: Аст, 2007.
2. Детская энциклопедия "Я ПОЗНАЮ МИР".
3. Джексон Том. Кто есть кто в мире животных. - Москва, 2006 - С. 181.
4. Интернет­ресурсы: http
http://vocrugsveta.ru
http://www.google.com
http://zvercd.com
http
http://1.ru

5. Ухарцева А.В. Что? Где? Почему? Издательство: Аст, 2008.
6. Хомич Е.О. Что? Зачем? Почему? Издательство: Аст, 2008.
://Потому.ру

Реактивы и оборудование:

  • медь;
  • концентрированная азотная кислота;
  • активированный уголь;
  • конические колбы (3);
  • пробки (2);
  • пробка с газоотводной трубкой.

Пошаговая инструкция

Приготовим три колбы: две с пробками и одну - с газоотводной трубкой. В колбу с газоотводной трубкой добавим и нальем концентрированную азотную кислоту. Интенсивно выделяется бурый газ – диоксид азота. «Разольем» его по двум колбам и закроем пробками. Через некоторое время, убедившись, что системы герметичны, в одну из колб добавляем таблетки .

Пояснение процесса

Спустя несколько минут в колбе с таблетками будет постепенно исчезать: его адсорбирует активированный уголь. Адсорбция - это процесс поглощения газов, паров, веществ из раствора или газовой смеси адсорбентом (поверхностным слоем жидкости или твердого тела). Хорошим «поглотителем» является активированный уголь. В зависимости от технологии изготовления поверхность одного грамма угля может иметь площадь около 1500 м². Активированный уголь широко используется в медицине и промышленности для очистки, разделения и извлечения различных веществ.

Меры предосторожности

В опыте используются ядовитые вещества. Не повторяйте эксперимент дома.

Внимание! В эксперименте использованы токсичные и опасные для здоровья вещества. Не пытайтесь повторить этот опыт самостоятельно.



Похожие публикации