固液界面的吸附

1、固液界面的吸附作者：日期：实验四 固液界面上的吸附一实验目的. 了解固体吸附剂在溶液中的吸附特点。2. 做出在水溶液中用活性炭吸附醋酸的吸附等温线,求出 Freu dic等温式中的经验常数。. 通过测定活性炭在醋酸溶液中的吸附 ,验证弗伦特立希( reund ich)吸附等温式对此 体系的适用性。二、实验原理(一) 计算依据：当一溶液与不溶性固体接触时 , 固体表面上溶液的成分常与体相溶液内部的不同 , 即在 固- 液界面发生了吸附作用。由于溶液中各组分被固体吸附的程度不同，吸附前后溶液各组 分的浓度将发生变化，根据这种变化可计算出吸附量。 =(C0C)m(1 )式中 :m 吸附剂的质量 (g

2、)吸附平衡时被吸附物质留在溶液中的浓度(mol L 1 )被吸附物质的初始浓度 (mol L 1)V所用溶液的总体积 (L)在 、C、m 已知的情况下 ,和 C的关系如何呢 ?活性炭是一种高分散的多孔性吸附剂，在一定温度下,它在中等浓度溶液中的吸附量1x 与溶质平衡浓度的关系，可用 Freunlich 吸附等温式表示 :kC nm(2)式中： m吸附剂的质量( g )x 吸附平衡时吸附质被吸附的量 (mo )x 平衡吸附量 (mol g 1 )吸附平衡时被吸附物质留在溶液中的浓度（ mol L 1 ）、 n经验常数 （与吸附剂、吸附质的性质和温度有关） 。将式（）取对数 ,得 x1lg lg

3、C lg k（3）mnx1以 lg 对 lg c 作图，可得一条直线，直线的斜率等于 ，截距等于 lgk ，由此可求得 n 和 mn。（二 ）本实验操作原理 :本次实验是在活性炭 醋酸体系中，验证 Freudl h 吸附等温式的适用性，并求出 经验常数 n 和 :NaH+Ac=aAc+2O根据这个中和反应， 计量滴定所用的 NaOH 的量，可知 Ac的浓度 c，再根据 （1）式计 算值，即可作图。三、仪器试剂仪器:15 l磨口具塞锥型瓶个， 50ml 锥型瓶个 ,长颈漏斗 6个，称量瓶 1个,50ml 酸式、碱式滴定管各 1支， 5m 移液管 1支,10ml 移液管支 ,25 l移液管 3支，

4、电子天平 1 台,恒温振荡器 1 套 ,定性滤纸若干。 1 1 试剂 :活性炭 （2 40 目,比表面 004 0 ），0.4 mol L 1 HAc溶液 ,0.100 mol L 1 aOH 标准溶液，酚酞指示剂。四、实验步骤1 打开恒温振荡器的开关 ,预热 10 分钟，调节温度为 25。2. 将 6 个干净的磨口具塞锥型瓶编号 ,并各称入 10 克活性炭。 用移液管按下表分别加入 0 mol L 1 HA和蒸馏水 ,并立即盖上塞子，置于 25 恒温振荡器中 ,调节好速度，摇荡一小时。 从各号瓶中按下表所规定的平衡取样量V取样,放入 6标号的小锥形瓶中 ,各加入滴酚酞指示剂， 用 NOH 标

5、准溶液各滴定两次 （滴至粉红色刚好不褪去 ），碱量取平均值记入 下表。. 用过的活性炭回收于托盘中，清洗仪器,关闭电源 ,整理实验台。五、数据记录及处理1. 将实验数据记入表 ,计算吸附前各瓶中醋酸的初浓度 和吸附平衡时的浓度 C,并按 （）式计算吸附量一同填入表 .表 活性炭对醋酸的吸附温度 2 大气压 .0* 5 p NOH浓度 0.100 mol L序号260.mo1 . L 1 HAc8040.2.012 06.03.20（mL）蒸馏水0.40.006 0068.007306.8（mL）Ac 初浓度0.0.0000.11 （ ol L ）20603016加入活性炭量m1.0（）平衡取样

6、量 V20.000010.002 0025.00（mL）Na0H 消耗量9318. .1712.786.621.3（ L）6HAc 平衡浓度0350.177 068.0490 24.051（mol L1 ）x10000 0000 000000.00000mol gm921800180082 29 9-0.434-0.752-0.9-1.3-1.6-.3lg Clg x23.213.74 4. -4.53 .86m7x2. 绘制 对 C 的吸附等温线。 mx3. 以lg 对 lgc作图 ,从所得直线的斜率和截距，计算经验常数和k。m1直线的斜率等于 ，截距等于 lg k ，所以由此可求得 n=2

7、. 71和 k000207。 n六、注意事项1 操作过程中应尽量加塞瓶盖，以防醋酸挥发。2 吸附量和活性炭的含水量、溶液的极性、溶质的溶解度以及温度有关, 所以称量活性炭时要快速 ,称完放回干燥器中 , 尽量减少活性炭暴露在空气中的时间 . 活性炭吸附醋酸是可逆吸附 , 使用过的活性炭 ,用蒸馏水浸泡数次，烘干后可重复使用。4. 实验准确度与活性炭的称量、平衡取样量的称量、温度、压强、醋酸和氢氧化钠的配制有关。5 取液用的移液管规格有 50ml 、 m、 10 、 l,分别贴有醋酸和蒸馏水的 标签，不要混用。七、思考题1. 固体吸附剂的吸附量大小与哪些因素有关？答:）吸附过程的温度和被吸组分的分压力2）气体 （或液体）的流速流速越高 ,吸附效果越差 . ）吸附剂的再生完善程度 .再生解吸越彻底，吸附容量就越大 ,反之越小 ）吸附剂厚度 .因为吸附过程是分层进行的 ,故与吸附剂层厚度 （吸附区长度 ）有关 . 为了提高实验的准确度应该注意哪些操作？答：表面活性剂在固液界面吸附比气液界面吸附复杂得多。1、气液界面吸附只涉及表面活性剂分子与溶剂分子的相互作用，固液界面吸附涉及表面 活性剂分子、溶剂分子、固体表面分子三者的相互作用。2、气液界面吸附等温线为 gmir 吸附