固液界面的吸附

1、固液界面的吸附作者：日期:實驗四固液界面上的吸附一.實驗目的1 .了解固體吸附劑在溶液中的吸附特點。2 .做出在水溶液中用活性炭吸附醋酸的吸附等溫線，求出freun d 1 ich等溫式中的經(jīng)驗常數(shù)。3 .通過測定活性炭在醋酸溶液中的吸附，驗證弗倫特立希（f reund 1 ich）吸附等溫式對此體系的適用性。二、實驗原理（一）計算依據(jù)：當一溶液與不溶性固體接觸時 ，固體表面上溶液的成分常與體相溶液內(nèi)部的不同，即在固-液界面發(fā)生了吸附作用。由于溶液中各組分被固體吸附的程度不同，吸附前后溶液各組分的濃度將發(fā)生變化，根據(jù)這種變化可計算出吸附量。r=v（c0c）/m（1 ）式中：m 吸附劑的質(zhì)量（g

2、）吸附平衡時被吸附物質(zhì)留在溶液中的濃度（mol l 1）c。一一被吸附物質(zhì)的初始濃度 （mol l 1）v所用溶液的總體積（l）在v、c。、m 已知的情況下，？和c的關(guān)系如何呢？活性炭是一種高分散的多孔性吸附劑，在一定溫度下，它在中等濃度溶液中的吸附量1x -與溶質(zhì)平衡濃度的關(guān)系，可用 freund lich吸附等溫式表不：r = kcn m式中：m吸附劑的質(zhì)量（g）x 吸附平衡時吸w質(zhì)被吸附的量（mo 1 ）一平衡吸附量（mol g 1）吸附平衡時被吸附物質(zhì)留在溶液中的濃度（mol l 1）k、n經(jīng)3常數(shù)（與吸附劑、吸附質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)）。將式（2）取對數(shù)，得x 1lg lgc lgk（3

3、）m n.x1以lg 對lg c作圖，可得一條直線，直線的斜率等于一，截距等于lg k ,由此可求得n和mnk。（二）本實驗操作原理：本次實驗是在活性炭一醋酸體系中，驗證 freundli c h吸附等溫式的適用性，并求出 經(jīng)驗常數(shù)n和k :nao h+h ac= =naac+h 2o根據(jù)這個中和反應， 計量滴定所用的naoh的量，可知h ac的濃度c,再根據(jù) （1）式計 算r值，即可作圖。三、儀器試劑儀器：150 m l磨口具塞錐型瓶6個，1 50ml錐型瓶6個，長頸漏斗6個，稱量瓶1個,50ml 酸式、堿式?定管各 1支，5ml移液管1支,10ml移液管2支，25ml移液管3支，電子天平

4、1臺，恒溫振蕩器1套，定性濾紙若干。、，、一一一_一一 一一 _ _2. .一一 .1.1試劑:活性炭（2 0 40 目,比表面 3 004 0 0m / g ）, 0.4 mol l hac溶放,0.10 0 0 mol lnaoh標準溶液，酚血:指示劑。四、實驗步驟1 .打開恒溫振蕩器的開關(guān)，預熱10分鐘，調(diào)節(jié)溫度為 25 c。2 .將6個干凈的磨口具塞錐型瓶編號 ，并各稱入1. 0克活性炭。3 .用移液管按下表分別加入 0. 4 mol l1hac和蒸儲水，并立即蓋上塞子，置于 25c 恒溫振蕩器中，調(diào)節(jié)好速度，搖蕩一小時。4 .從各號瓶中按下表所規(guī)定的平衡取樣量 v取樣，放入1 6標號

5、的小車b形瓶中，各加入5 滴酚配指示劑，用n a oh標準溶液各滴定兩次（滴至粉紅色剛好不褪去），堿量取平均值記入 下表。5 .用過的活性炭回收于托盤中，清洗儀器，關(guān)閉電源，整理實驗臺。五、數(shù)據(jù)記錄及處理1 .將實驗數(shù)據(jù)記入表，計算吸附前各瓶中醋酸的初濃度c。和吸附平衡時的濃度 c,并按（1）式計算吸附量一同填入表.表活性炭對醋酸的吸附溫度 2 5 c 大氣壓 1 .0 1 * 1 0 -5 pa na oh 濃度 0.100 mol l序號1234560. 4 mo1 . l 1 hac(ml)80. 0040. 0 02 0 .0 012. 0 06. 4 03.20蒸儲水(ml)0. 0

6、 040.0060 . 0068.0073. 6 07 6.8 0hac初濃度c0(m ol l-)0.40 .20.10.0600.03 20.016加入活性炭量m(g)1.0平衡取樣量v(ml)5 .001 0. 0 010.002 5 . 0025 . 0025.00na0h消耗量(m l)1 9. 3018. 869 .1712.786.621.3hac平衡濃度c(mol l- 1 )0 . 3580.1770 . 0680 .0490. 0 240 .0 0 5xi1一 mol g m0 . 001 920 . 0006 180 .000180.0000820.00 00 29 60

7、.0000093lg c-0.434-0.752-0.9 8-1.3 1-1.6 1-2.03lg- m-2. 27-3.21-3.74一 4. 10-4.53-4 .862 .繪制-對c的吸附等溫線。mo.r-一百。的吸附等溫線t-系列2系列3系列4績性（系列3、ooooooooooo no.o toooo txzcoo a * *_1 t o oooo ooooon.o.l.khac平衡濃度c (nol * l)x 3 .以1g 對1g c作圖，從所得直線的斜率和截距，計算經(jīng)驗常數(shù)n和 ko m1g:三/hi* igly = 1. .561 x - 1.933rj - 0. 936igc1

8、直線的斜率等于 一，截距等于1g k ,所以由此可求得 n=2. 8 71 1和k=0. 00207。 n六、注意事項1 .操作過程中應盡量加塞瓶蓋，以防醋酸揮發(fā)。2 .吸附量和活性炭的含水量、溶液的極性、溶質(zhì)的溶解度以及溫度有關(guān)，所以稱量活性炭時要快速，稱完放回干燥器中，盡量減少活性炭暴露在空氣中的時間3 .活性炭吸附醋酸是可逆吸附，使用過的活性炭，用蒸儲水浸泡數(shù)次，烘干后可重復使用。4 .實驗準確度與活性炭的稱量、平衡取樣量的稱量、溫度、壓強、醋酸和氫氧化鈉的配制有關(guān)。5 . 取液用的移液管規(guī)格有 50ml、2 5 ml、10 ml、5 m l,分別貼有醋酸和蒸儲水的 標簽，不要混用。七、思考題1 .固體吸附劑的吸附量大小與哪些因素有關(guān)？答：1）吸附過程的溫度和被吸組分的分壓力.2）氣體（或液體）的流速.流速越高，吸附效果越差.3）吸附劑的再生完善程度.再生解吸越徹底，吸附容量就越大，反之越小.4）吸附劑厚度.因為吸附過程是分層進行的，故與吸附劑層厚度（吸附區(qū)長度）有關(guān).2 .為了提高實驗的準確度應該注意哪些操作？答：表面活性劑在固液界面吸附比氣液界面吸附復雜得多。1、氣液界面吸附只涉及表面活性劑分子與溶劑分子的相互作用，固液界面吸附涉及表面活性劑分子、溶劑分子、固體表面分子三者的相互作用。2、氣液界面吸