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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Freun d 1 ich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（F reund 1 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。r=V（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）C。一一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、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 Freund lich吸附等温式表不：r = kCn m式中：m吸附剂的质量（g）x 吸附平衡时吸W质被吸附的量（mo 1 ）一平衡吸附量（mol g 1）吸附平衡时被吸附物质留在溶液中的浓度（mol L 1）k、n经3常数（与吸附剂、吸附质的性质和温度有关）。将式（2）取对数，得x 1lg lgC lgk（3
3、）m n.x1以lg 对lg c作图，可得一条直线，直线的斜率等于一，截距等于lg k ,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 Freundli c h吸附等温式的适用性，并求出 经验常数n和k :NaO H+H Ac= =NaAc+H 2O根据这个中和反应， 计量滴定所用的NaOH的量，可知H Ac的浓度c,再根据 （1）式计 算r值，即可作图。三、仪器试剂仪器：150 m l磨口具塞锥型瓶6个，1 50ml锥型瓶6个，长颈漏斗6个，称量瓶1个,50ml 酸式、碱式?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
4、1台，恒温振荡器1套，定性滤纸若干。、，、一一一_一一 一一 _ _2. .一一 .1.1试剂: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标准溶液，酚血: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 C。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. 4 mol L1HAC和蒸储水，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1 6标号
5、的小车B形瓶中，各加入5 滴酚配指示剂，用N a OH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，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C。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 5 C 大气压 1 .0 1 * 1 0 -5 pa Na OH 浓度 0.100 mol L序号1234560. 4 mo1 . L 1 HAc(mL)80. 0040. 0 02 0 .0 012. 0 06. 4 03.20蒸储水(mL)0. 0
6、 040.0060 . 0068.0073. 6 07 6.8 0HAc初浓度C0(m ol L-)0.40 .20.10.0600.03 20.016加入活性炭量m(g)1.0平衡取样量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平衡浓度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 .绘制-对C的吸附等温线。mO.R-一百。的吸附等温线T-系列2系列3系列4绩性（系列3、ooooooooooo no.o toooo txzcoo a * *_1 t o oooo ooooon.o.l.kHAc平衡浓度C (nol * L)x 3 .以1g 对1g C作图，从所得直线的斜率和截距，计算经验常数n和 ko m1g:三/hi* IgLy = 1. .561 x - 1.933RJ - 0. 936IgC1
8、直线的斜率等于 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3 .活性炭吸附醋酸是可逆吸附，使用过的活性炭，用蒸储水浸泡数次，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、2 5 ml、10 ml、5 m l,分别贴有醋酸和蒸储水的 标签，不要混用。七、
9、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L a ngmuir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L angmui r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。