T液膜擴(kuò)散系數(shù)的測定

1、T7.液膜擴(kuò)散系數(shù)的測定指導(dǎo)老師：王帥 實驗地點：化學(xué)樓211一、實驗?zāi)康?、了解吸附擴(kuò)散過程的基本原理。2、采用靜態(tài)吸附法測定吸附過程中的液膜擴(kuò)散系數(shù)。3、掌握使用計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法。、試劑與儀器試劑：活性炭或吸附樹脂，亞甲基藍(lán)。儀器：康氏振蕩器，分析天平，容量瓶，移液管，碘量瓶，分光光度計三、實驗原理吸附劑一般具有較大的比表面積，對氣體、有機(jī)物、金屬離子等具有良好的 吸附性能。以活性炭和吸附樹脂為吸附劑，采用靜態(tài)吸附法吸附亞甲基藍(lán)，吸附 容量計算公式為：Q 一（Co -C）VW式中：Co和C分別為被吸附溶液中亞甲基藍(lán)的初始濃度和時間 t時的濃度， mg/L； V為亞甲基藍(lán)溶液的體積，

2、L； W為吸附劑質(zhì)量，g；吸附劑對溶液中亞甲基藍(lán)的吸附擴(kuò)散過程為：（1 ）亞甲基藍(lán)從溶液相擴(kuò)散到液膜表面；（2）亞甲基藍(lán)從液膜擴(kuò)散到樹脂體相表面；（3）亞甲基藍(lán)從樹脂體相表面向顆粒內(nèi)部擴(kuò)散。若采用液膜擴(kuò)散方程描述吸附劑吸附的液膜擴(kuò)散過程，其方程形式為：-ln 1 - F 二 kt式中：k為液膜擴(kuò)散系數(shù)，min-1； t為吸附時間，min ； F=Q/Qm為吸附劑的 吸附飽和度；Q和Qm分別為時間t時和平衡時的吸附容量，mg/g。四、操作步驟1、亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定取1.00g/L的亞甲基藍(lán)水溶液5ml于100ml的容量瓶中，稀釋至刻度線，搖勻。用移液管從以上制備好的亞甲基藍(lán)溶液中分別吸取1、

3、2、3、4、5、7、9ml于 7 個 100ml 的容量瓶中，稀釋成 0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.50、4.50mg/L, 以水為參比，在波長665nm下，用1cm比色皿測定吸光度，以吸光度對濃度作 圖，繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線。2、液膜擴(kuò)散系數(shù)的測定取1.00g/L的亞甲基藍(lán)水溶液1.0ml于100ml的容量瓶中，稀釋至刻度線， 搖勻。轉(zhuǎn)移50ml至碘量瓶中，加入1.00g吸附劑，振蕩吸附590min,取上清 液，測定溶液中亞甲基藍(lán)的濃度，計算吸附劑對亞甲基藍(lán)的吸附容量。五、數(shù)據(jù)處理1、將亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)曲線測定實驗中測得的吸光度數(shù)據(jù)填入表1,用Origin軟件繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并進(jìn)行

4、線性擬合，求出線性擬合方程和線性相關(guān)系數(shù)R2。表1亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定序號123456C(mg/L)0.501.001.502.002.503.00A0.1170.2370.3500.4610.6090.697C(mg/L)Equationy = a + b*xAdj R-Square0,996861ValueStandard ErrorBIntercept-S.66667E-40.01152BSlope0.235830.005922、將吸附實驗中測得的不同時間下的溶液吸光度數(shù)據(jù)填入表2,并用Excel或WPS表格計算C、Q、-In(1-F)的值，用Origin軟件繪制吸附劑對亞甲基藍(lán)的 吸

5、附曲線(Q-t關(guān)系曲線)。表2亞甲基藍(lán)吸附實驗結(jié)果吸附劑：活性炭吸附溫度：30 C振蕩速率： t/minAC(mg/L)Q(mg/g)-In (1-F)50.6912.93426630.7065731.269562100.3171.34817640.8651822.124054150.1180.50424090.9495763.391363200.0680.29219680.970784.415867250.0520.22434270.9775665.263165300.0510.22010180.977995.3501761200.0400.17345210.982655-Equationy

6、 = A1*exp(-x/tlJ+ yOAdj, R-Square0.99478iValueStandard ErrorBFyo0.985830.00616BA106994廠0.05587Bt15.47960.484263、采用Origin軟件、Matlab軟件與最小二乘法，以液膜擴(kuò)散方程方程對數(shù) 據(jù)進(jìn)行線性擬合，求出液膜擴(kuò)散系數(shù)。Origin8.0模擬結(jié)果Equationy = a + b*x"Adj. R-Square0.9941iValueStandard Error LBIntercept0.20910.13123BSlope0205580.00791最小二乘法結(jié)果t-LN(

7、l-F)xl: ylxi 251.2695626. 3478125102.12405421. 24054100153. 39136350. E7044225204. 41586780. 31734400255. 263165131.57916257516. 46401298.35535625b|3. 1214851a0. 011421y=0.011421X+3.121485 R =0.995574Matlab模擬結(jié)果六、思考與討論1、 吸附實驗測得的吸光度值在標(biāo)準(zhǔn)曲線測量數(shù)據(jù)點范圍之外時，如何處理? 應(yīng)將實驗濃度稀釋到標(biāo)準(zhǔn)曲線之內(nèi)再進(jìn)行測定2、對標(biāo)準(zhǔn)曲線和液膜擴(kuò)散方程線性擬合時，是否所有數(shù)據(jù)均呈線性關(guān)系？大致趨勢是這樣，有時候點離線太遠(yuǎn)，則放棄，視為廢點3、擴(kuò)散過程是否還可以用其它動力學(xué)模型描述？各種模型表示什么意義？各種模型的擴(kuò)散系數(shù)有什么意義？準(zhǔn)一級動力學(xué)模型、準(zhǔn)二級動力學(xué)模型和粒內(nèi)擴(kuò)散模型是研究吸附動力學(xué)的經(jīng)典模型，主要用于測定吸附過程中物