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1、实验四固液界面上的吸附实验目的1. 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Freundlich等温式中的经验常数。3. 通过测定活性炭在醋酸溶液中的吸附，验证弗伦特立希(Freundlich)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。=V (C-C) /m(1)0式中：m吸附剂的质量(g)C吸附平衡时被吸附物质留在溶液中的浓度(
2、mol - L-1)C0被吸附物质的初始浓度(mol - L-1)V所用溶液的总体积(L) 在V、-、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与x,小丄溶质平衡浓度的关系，可用Freundlich吸附等温式表示：= kCnm式中：m吸附剂的质量(g)x吸附平衡时吸附质被吸附的量(mol)x,平衡吸附量(mol - g -i) mC吸附平衡时被吸附物质留在溶液中的浓度(mol - L-1 )k、n经验常数（与吸附剂、吸附质的性质和温度有关）。将式（2）取对数，得lg 丄二 1lg C + lg km nx1以lg 对lgc作图，
3、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mnk。（二）本实验操作原理：本次实验是在活性炭一醋酸体系中，验证Freundlich吸附等温式的适用性，并求出经验常数n和k：NaOH + HAc=NaAc+H2O根据这个中和反应，计量滴定所用的NaOH的量，可知HAc的浓度c,再根据式计 算r值，即可作图。三、仪器试剂仪器：150ml磨口具塞锥型瓶6个，150ml锥型瓶6个，长颈漏斗6个，称量瓶1个，50ml酸式、碱式滴定管各1支，5ml移液管1支，10ml移液管2支，25ml移液管3支，电子天 平1台，恒温振荡器1套，定性滤纸若干。试剂：活性炭（2040目，比表面300400m
4、2/g）, 0.4 mol - L-i HAc溶液，0.1000mol - L-1 NaOH标准溶液，酚酞指示剂。四、实验步骤l. 打开恒温振荡器的开关，预热10分钟，调节温度为25C。2. 将6个干净的磨口具塞锥型瓶编号，并各称入1.0克活性炭。3. 用移液管按下表分别加入0.4mol - L-i HAc和蒸馏水，并立即盖上塞子，置于25C恒温振 荡器中，调节好速度，摇荡一小时。4. 从各号瓶中按下表所规定的平衡取样量V取样，放入16标号的小锥形瓶中，各加入5 滴酚酞指示剂，用NaOH标准溶液各滴定两次（滴至粉红色刚好不褪去），碱量取平均值记 入下表。5. 用过的活性炭回收于托盘中，清洗仪器
5、，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C0和吸附平衡时的浓度C,并按（1） 式计算吸附量一同填入表.表活性炭对醋酸的吸附温度 2 C大气压 1.01*105 pa NaOH 浓度 0.100 mol - L1序号1234560.4mol.L -1 HA c(mL)80.0040.0020.0012.006.403.20蒸馏水(mL)0.0040.0060.0068.0073.6076.80HAc初浓度C0(molL-1)0.40.20.10.0600.0320.016加入活性炭量m(g)1.0平衡取样量v(mL)5.0010.0010.0
6、025.0025.0025.00Na0H消耗量(mL)19. 3018. 869.1712. 786.621.3HAc平衡浓度C(molL-1)0.3580.1770.0680.0490.0240.005Col - g -i)m0.001920.0006180.000180.0000820.00002960.0000093lg C-0.434-0.752-0.98-1.31-1.61-2.03xlg_ m-2.27-3.21-3.74-4.10-4.53-4.86x2.绘制一对C的吸附等温线。mx/m対C的吸附等温线y 二 0. 005x - 0. 0000 u. uo u. 1 u. io
7、u. z u. zo u. j u. u. 4R2 二(X 977T-对的殴F忙纠1浅T-系列2-*系列3T系列4线g啄別3HAc T;W浓度C (mol L)x3. 以lg对lg c作图，从所得直线的斜率和截距，计算经验常数n和k。mlgx ill/： lgCV 二 L 56lx - L 933R2 二(X 936糸列2-*系列3线 糸別2lgC直线的斜率等于1，截距等于lgk，所以由此可求得n=2.8711和k=0.00207。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
8、燥器中，尽量减少活性炭暴露在空气中的时间3. 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、25 ml、10 ml、5 ml,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：1）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.3）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.4）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.2. 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Langmuir吸附等温线。固液界面吸附等温线有L型、S型、LS 型三类。3、气液界面吸附一般为单层吸附，吸附等温式为Langmuir方程。固液界面吸附模型一般 使用两阶段吸附模型，吸附等温式得复杂（见图）。4、固液界面吸附要达到吸附平衡的时间较气液界面吸附要长。
