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1、实验二十 固液吸附法测定比表面(醋酸在活性炭上的吸附)一、实验目的 同(一)次甲基蓝在活性炭上的吸附 【实验原理】实验表明在一定浓度范围内,活性炭对有机酸的吸附符合朗格缪尔(Langmuir)吸附方程: (2)式中,表示吸附量,通常指单位质量吸附剂上吸附溶质的摩尔数;表示饱和吸附量;C表示吸附平衡时溶液的浓度;K为常数.将(2)式整理可得如下形式:(3)作C/-C图,得一直线,由此直线的斜率和截距可求和常数K.如果用醋酸作吸附质测定活性炭的比表面时,可按下式计算: S0=6.023102324.310-20 (4)式中,S0为比表面(m2kg-1);为饱和吸附量(molkg-1);6.0231
2、023为阿佛加德罗常数;24.310-20为每个醋酸分子所占据的面积(m2).式(3)中的吸附量可按下式计算(5)式中,C0为起始浓度;C为平衡浓度;V为溶液的总体积(dm3);m为加入溶液中吸附剂质量(kg).【仪器药品】带塞三角瓶(250mL,5只);三角瓶(150mL,5只);滴定管1支;漏斗1只;移液管1支;电动振荡器1台.活性炭;HAc(0.4moldm-3);NaOH (0.1000moldm-3);酚酞指示剂.【实验步骤】1. 取5个洗净干燥的带塞三角瓶,分别放入约1g(准确到0.001g)的活性炭,并将5个三角瓶标明号数,用滴定管分别按下列数量加入蒸馏水与醋酸溶液.瓶号1234
3、5V蒸馏水/mL50.0070.0080.0090.0095.00V醋酸溶液/mL50.0030.0020.0010.005.002. 将各瓶溶液配好以后,用磨口瓶塞塞好,并在塞上加橡皮圈以防塞子脱落,摇动三角瓶,使活性炭均匀悬浮于醋酸溶液中,然后将瓶放在振荡器上,盖好固定板,振荡30min.3. 振荡结束后,用干燥漏斗过滤,为了减少滤纸吸附影响,将开始过滤的约5mL滤液弃去,其余溶液滤于干燥三角瓶中.4. 从1,2号瓶中各取20.00mL,从3,4,5号瓶中各取30.00mL的醋酸溶液,用标准NaOH溶液滴定,以酚酞为指示剂,每瓶滴二份,求出吸附平衡后醋酸的浓度.5. 用移液管取5.00mL
4、原始HAc溶液并标定其准确浓度.【注意事项】溶液的浓度配制要准确活性炭颗粒要均匀并干燥【数据处理】实验数据列表1.将试验数据列表。标准溶液NaoH浓度为0.102mol/L V NaoH(mL)V HAc(mL) C HAc(mol/L)C HAc(mol/L)平均20.39 5.00 0.4160 0.4305 21.90 5.02 0.4450瓶号活性炭重（g）起始浓度(mol/L)平衡浓度(mol/L)吸附量（mol/kg）11.05910.215250.194311.977150.3841821.03230.129150.107272.119540.2273631.04390.0861
5、0.1.886960.1253041.00770.043050.1.333330.0394951.03330.0.012920.832770.010762.计算各瓶中醋酸的起始浓度c0，平衡浓度c及吸附量（mol kg1）。 计算结果如上表。由计算吸附量。3吸附量对平衡浓度作等温线。4.作c/-c图，并求出和常数K。由直线斜率得:=0.05168mol/kg由直线截距得：K=-47.295.由计算活性炭的比表面。 =756.006【讨论】1. 测定固体比表面时所用溶液中溶质的浓度要选择适当,即初始溶液的浓度以及吸附平衡后的浓度都选择在合适的范围内.既要防止初始浓度过高导致出现多分子层吸附,又要避免平衡后的浓度过低使吸附达不到饱和.如次甲基蓝在活性炭上的吸附实验中原始溶液的浓度为2gdm-3左右,平衡溶液的浓度不小于1mgdm-3.2. 按朗格谬尔吸附等温线的要求,溶液吸附必须在等温条件下进行,使盛有样品的三角瓶置于恒温器中振荡,使之达到平衡.本实验是在空气浴中将盛有样品的三角瓶置于振荡器上振荡.实验过程中温度会有变化,这样会影响测定结果.
