实验二十 次甲基蓝在活性炭上的吸附比表面积测定
活性炭吸附法实验报告
活性炭吸附法实验报告1. 实验目的本实验旨在探究活性炭作为吸附剂在去除染料废水中的应用，通过实验验证活性炭的吸附性能。
2. 实验原理活性炭是一种具有大量微孔和孔隙的多孔性材料，具有较大的比表面积和吸附能力。
活性炭材料的孔隙结构可以吸附和储存多种气体、液体或溶质，并在一定的条件下释放出来。
本实验中，活性炭将吸附溶液中的染料分子，实现对染料的去除。
3. 实验步骤3.1 准备工作•准备所需材料：活性炭样品、染料溶液、试管、试管架、移液管等。
•将试管清洗干净，并晾干备用。
3.2 实验操作1.在试管中加入一定量的染料溶液。
2.取适量的活性炭样品，加入试管中。
3.用试管架将试管固定，并加热至一定温度。
4.观察试管中溶液的颜色变化，并记录下来。
5.将试管从加热源中取出，待其冷却至室温。
6.使用移液管将试管中的溶液转移至离心管中。
7.进行离心操作，分离出溶液中的活性炭样品。
8.观察离心管中的溶液，记录下其颜色变化。
4. 实验结果与分析根据实验步骤所得到的结果，我们可以观察到染料溶液在与活性炭接触后发生了颜色的变化。
这是因为活性炭的表面具有较大的吸附能力，能够有效吸附溶液中的染料分子。
通过离心操作，我们将溶液中的活性炭与染料分离，观察到离心管中的溶液颜色明显变浅，说明活性炭对染料的吸附效果良好。
5. 总结与展望通过本次实验，我们验证了活性炭作为吸附剂在去除染料废水中的有效性。
活性炭具有较大的比表面积和吸附能力，能够吸附溶液中的有害物质，实现净化水质的目的。
然而，本次实验仅是基于简单的染料溶液，后续可以进一步研究和探究活性炭在处理更为复杂的废水中的应用。
参考文献[1] Kim, J., Yun, S., & Park, S. (2015). Adsorption of dissolved organic matter onto activated carbon: Mechanisms and kinetic models. Chemical Engineering Journal, 279, 775-784.[2] Wang, S., & Li, H. (2019). Application of activated carbon in water treatment:A review. Journal of Environmental Sciences, 75, 123-135.。
固液吸附法测定比表面实验报告
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,Г表示吸附量,通常指单位质量吸附剂上吸附溶质的摩尔数;Г∞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/Г-C图,得一直线,由此直线的斜率和截距可求Г∞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=Г∞×6.023×1023×24.3×10-20 (4)式中,S0为比表面(m2·kg-1);Г∞为饱和吸附量(mol·kg-1);6.023×1023为阿佛加德罗常数;24.3×10-20为每个醋酸分子所占据的面积(m2).式(3)中的吸附量Г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(0.4mol·dm-3);NaOH (0.1000mol·dm-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.2. 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 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。
20固液吸附法测定比表面(精)
实验二十 固液吸附法测定比表面Ⅰ.次甲基蓝在活性炭上的吸附一、实验目的1.用溶液吸附法测定活性炭的比表面。
2.了解溶液吸附法测定比表面的基本原理。
二、预习要求1.掌握比表面的概念及其计算式。
2.明确实验所测各个物理量的意义，并掌握测定方法。
三、实验原理比表面是指单位质量(或单位体积)的物质所具有的表面积，其数值与分散粒子大小有关。
测定固体比表面的方法很多，常用的有BET 低温吸附法、电子显微镜法和气相色谱法，但它们都需要复杂的仪器装置或较长的实验时间。
而溶液吸附法则仪器简单，操作方便。
本实验用次甲基蓝水溶液吸附法测定活性炭的比表面。
此法虽然误差较大，但比较实用。
活性炭对次甲基蓝的吸附，在一定的浓度范围内是单分子层吸附，符合朗格缪尔(Langmuir)吸附等温式。
根据朗格缪尔单分子层吸附理论，当次甲基蓝与活性炭达到吸附饱和后，吸附与脱附处于动态平衡，这时次甲基蓝分子铺满整个活性粒子表面而不留下空位。
此时吸附剂活性炭的比表面可按下式计算:()060C C G S 2.4510W-=⨯⨯ (1)式中，S 0为比表面(m 2·kg -1);C 0为原始溶液的质量分数;C 为平衡溶液的质量分数;G 为溶液的加入量(kg);W 为吸附剂试样质量(kg);2.45×106是1kg 次甲基蓝可覆盖活性炭样品的面积(m 2·kg -1)。
本实验溶液浓度的测量是借助于分光光度计来完成的，根据光吸收定律，当入射光为一定波长的单色光时，某溶液的光密度与溶液中有色物质的浓度及溶液的厚度成正比，即： E=KCL 。
式中，E 为光密度;K 为常数；C 为溶液浓度；L 为液层厚度。
实验首先测定一系列已知浓度的次甲基蓝溶液的光密度，绘出E—C工作曲线，然后测定次甲基蓝原始溶液及平衡溶液的光密度，再在E—C曲线上查得对应的浓度值，代入(1)式计算比表面。
四、仪器药品1.仪器分光光度计1套；振荡器1台；分析天平1台；离心机1台；台秤(0.1g)1台；三角烧瓶(100mL)3只；容量瓶(500mL)4只、(100mL)5只。
固体比表面积的测定—溶液吸附法
实验十一 溶液吸附法测定固体比表面积一、目的要求1. 学会用次甲基蓝水溶液吸附法测定活性炭的比表面积。
2. 了解郎缪尔单分子层吸附理论及溶液吸附法测定比表面积的基本原理。
二、重点与难点1.单分子层吸附理论2.溶液吸附法测定比表面积的原理三、基本原理溶液的吸附可用于测定固体比表面积。
次甲基蓝是易于被固体吸附的水溶性染料，研究表明，在一定浓度范围内，大多数固体对次甲基蓝的吸附是单分子层吸附，符合郎缪尔吸附理论。
郎缪尔吸附理论的基本假设是：固体表面是均匀的，吸附是单分子层吸附，吸附剂一旦被吸附质覆盖就不能被再吸附；在吸附平衡时候，吸附和脱附建立动态平衡；吸附平衡前，吸附速率与空白表面成正比，解吸速率与覆盖度成正比。
设固体表面的吸附位总数为N ，覆盖度为θ，溶液中吸附质的浓度为c ，根据上述假定，有吸附速率: r 吸 = k1N(1-θ)c (k1为吸附速率常数)脱附速率: r 脱 = k-1N θ (k-1为脱附速率常数)当达到吸附平衡时: r 吸 = r 脱 即 k1N(1-θ)c = k-1N θ由此可得: c K cK 吸吸+=1θ (2-25-1)式中K 吸=k1/k-1称为吸附平衡常数，其值决定于吸附剂和吸附质的性质及温度，K 吸值越大，固体对吸附质吸附能力越强。
若以Γ表示浓度c 时的平衡吸附量，以Γ∞表示全部吸附位被占据时单分子层吸附量，即饱和吸附量，则: θ =Γ /Γ∞代入式(2-25-1)得 c K c K 吸吸+=∞1ΓΓ (2-25-2)整理式(2-25-2)得到如下形式c K c∞∞+=ΓΓΓ11吸 (2-25-3)作c/Γ～c 图，从直线斜率可求得Γ∞，再结合截距便可得到K 吸。
Γ∞指每克吸附剂对吸附质的饱和吸附量(用物质的量表示)，若每个吸附质分子在吸附剂上所占据的面积为σA ，则吸附剂的比表面积可以按照下式计算S=Γ∞L σA (2-25-4)式中S 为吸附剂比表面积，L 为阿伏加德罗常数。
活性炭吸附实验实验报告[活性炭吸附实验]
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活性炭吸附实验实验报告[活性炭吸附实验] 活性炭吸附实验一实验目的1、通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及性能，并熟悉整个实验过程的操作2、掌握用“间歇”法、“连续流”法确定活性炭处理污水的设计参数的方法二实验原理活性炭吸附过程包括物理吸附和化学吸附。
其基?原理就是利用活性炭的固体表面对水中一种或多种物质的吸附作用，以达到净化水质的目的。
当活性炭对水中所含杂质吸附时，水中的溶解性杂质在活性炭表面积聚而被吸附，同时也有一些被吸附物质由于分子的运动而离开活性炭表面，重新进入水中即同时发生解吸现象。
当吸附和解吸处于动态平衡状态时，称为吸附平衡。
这时活性炭和水(即固相和液相)之间的溶质浓度，具有一定的分布比值。
重量的活性炭吸附溶质的数量qe，即吸附容量可按下式计算:V(C0?C)qe?m式中 qe—活性炭吸附量，即单位重量的吸附剂所吸附的物质量，mg/g；V—污水体积，L；C0、C—分别为吸附前原水及吸附平衡时污水中的物质浓度，mg/L；m—活性炭投加量，g；在温度一定的条件下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高，两者之间的变化曲线称吸附等温线，通常用Fruendlich式加以表达。
qe?K?Cn式中 K、n—是与溶液的温度、pH值以及吸附剂和被吸附物质的性质有关的常数；K、n值求法如下：通过间歇式活性炭吸附实验测得qe、C相应之值，将式上式到对数后变换为下式：1lgqe?lgK?lgCn将qe、C相应值点绘在双对数坐标纸上，所得直线的斜率为1/n，截距则为k。
三实验设备及用具1、振荡器一台；2、分析天平一台；3、分光光度计一台；4、250mL三角烧杯5个；5、100mL容量瓶6个；6、活性炭（粉状和粒状）；7、亚甲基兰。
8、活性炭连续流吸附实验装置四实验步骤1、间歇式活性炭吸附实验①配制浓度为50mg/L的亚甲兰溶液于1000mL容量瓶中；②用十倍稀释法依次配制浓度为5mg/L、1mg/L、0.5mg/L、0.1mg/L、0.05mg/L、0.01mg/L的亚甲兰溶液于100mL容量瓶中；③用分光光度计测定其吸光度值(吸附波长为665nm)，记录到表1中，绘制标准曲线；④取5个250mL的三角瓶，用天平分别称取100mg、200mg、300mg、400mg、500mg的粉活性炭投入三角瓶中，每瓶中加入100mL50mg/L 亚甲基兰溶液；⑤将三角烧瓶放在振荡器上振荡（震荡器的速度要由小变大，但也不能太大，否则会将活性碳粉粘到瓶壁上），当达到吸附平衡时停止振荡。
溶液吸附法测固体比表面积
实验报告溶液吸附法测固体比表面积一、实验目的:1.用次甲基蓝水溶液吸附法测定颗粒活性炭的比表面积。
2.了解朗缪尔单分子层吸附理论及用溶液法测定比表面的基本原理。
二、实验原理见预习报告三．仪器和试剂：1、仪器722型光电分光光度计及其附件1台；康氏振荡器1台；容量瓶(500mL)6个；容量瓶(50mL,100mL)各5个；2号砂心漏斗1只，带塞锥形瓶(100mL)5个；滴管若干；移液管若干。
2、试剂次甲基蓝(质量分数分别为0.2%和0.1%的原始溶液和标准溶液)；颗粒状非石墨型活性炭。
四、实验步骤:1.样品活化：将颗粒活性炭置于瓷坩埚中，放入500℃马弗炉中活化1h，然后置于干燥器中备用。
试验中用到的活性炭为颗粒状，已经由老师制备好，此步骤略去。
2.平衡溶液：取5个洁净干燥的100mL带塞锥形瓶，编号，分别准确称取活性炭约0.1g 置于瓶中，记录活性炭的用量。
按下表中的数据配制不同浓度的次甲基蓝溶液，然后塞上磨口瓶塞，放置在振荡器上振荡适当时间，振荡速率以活性炭可翻动为吸附平衡后溶液。
分别量取滤液1g，放入500mL容量瓶中，并用蒸馏水稀释至刻度，待用。
3.原始溶液为了准确称取质量分数约为0.2%的次甲基蓝原始溶液（此浓度为一近似值，故需进一步测量），称取1g溶液放入500mL容量瓶中，并用蒸馏水稀释至刻度，待用。
4.次甲基蓝标准溶液的配制用移液管吸取0.5mL，1mL，1.5mL，2mL，2.5mL质量分数0.01%标准次甲基蓝溶液于100mL容量瓶中。
用蒸馏水稀释至刻度，即得2×10-6、4×10-6、6×10-6、8×10-6、10×10-6的标准溶液，待用。
次甲基蓝溶液的密度可以用水的密度代替。
5.选择工作波长对于次甲基蓝溶液，工作波长为665nm，由于各台分光光度计波长刻度略有误差，可取某一待用标准溶液，在600~700nm范围内每隔5nm测量消光值，以吸光度最大的波长作为工作波长。
吸附法测比表面积实验数据处理
五、实验数据处理：1、工作波长的测量选用质量分数为1.6*10-6的次甲基兰标准溶液，在600~700nm 范围内测量吸光度，根据测量数据，选用吸光度最大的波长665nm 作为工作波长。
测量数据如表一所示：2、作次甲基兰溶液的浓度对吸光度的工作曲线算出各个标准溶液的摩尔浓度，以次甲基兰标准溶液摩尔浓度对吸光度作图，所得直线即工作曲线。
标准溶液摩尔浓度及其吸光度数据如表二所示，工作曲线见图一。
表二标准溶液的浓度与吸光度吸光度A标准溶液浓度 (mol/L)图一次甲基兰溶液的浓度对吸光度的工作曲线因此，工作曲线方程为：A=76816.606*c + 0.00549备注：由于第四个实验点有明显误差，所以在拟合工作曲线时剔除它对其余四点进行拟合，得到R 2=0.999，拟合程度较好。
出现误差的原因可能是分光光度计在进行测量时数据不稳定，跳数频率很高。
3、求次甲基兰原始溶液的浓度和各个平衡溶液的浓度质量分数为0.2%的次甲基兰原始溶液浓度：将实验测定的稀释后原始溶液的吸光度从工作曲线上查的对应的浓度数再乘以稀释倍数1000，即为质量分数为0.2%的次甲基兰原始溶液浓度。
数据如下：稀释后0.2%次甲基兰溶液的吸光度：0.453将吸光度A=0.453代入工作曲线方程，根据c=606.7681600549.0-A ，得到浓度如下。
稀释后0.2%次甲基兰溶液的浓度/(*10-6mol ·L-1)：5.8257 0.2%次甲基兰溶液的浓度/(*10-3mol ·L-1)：5.8257 平衡溶液浓度c ：将实验测定的各个稀释后的平衡溶液吸光度从工作曲线上查得对应的浓度，乘上稀释倍数500，即为平衡溶液的浓度c 。
稀释后平衡溶液吸光度与浓度对应关系以及原平衡溶液吸光度如表三所示：4、计算吸附溶液的初始浓度按照如表四中溶液的配制方法计算各吸附溶液的初始浓度。
表四各吸附溶液的原始浓度c 05、计算吸附量由平衡浓度c 及初始浓度c 0的数据按照公式Γ=mV c c )(0-计算吸附量。
活性炭的实验报告
一、实验目的1. 了解活性炭的吸附特性及其在水处理中的应用。
2. 掌握活性炭吸附实验的基本原理和操作方法。
3. 研究活性炭对有机污染物的吸附效果，为实际水处理工程提供参考。
二、实验原理活性炭是一种具有高度发达的孔隙结构和巨大比表面积的吸附材料，广泛应用于水处理、空气净化等领域。
活性炭的吸附作用主要包括物理吸附和化学吸附两种形式。
物理吸附是指吸附质分子与活性炭表面分子间的范德华力作用，而化学吸附是指吸附质分子与活性炭表面分子间的化学键作用。
本实验采用间歇式静态吸附法，通过改变活性炭的投放量和吸附时间，研究活性炭对有机污染物的吸附效果。
三、实验仪器与材料1. 仪器：锥形瓶、分光光度计、磁力搅拌器、电子天平、温度计、pH计、移液管等。
2. 材料：活性炭、亚甲基蓝溶液、蒸馏水、氢氧化钠、盐酸等。
四、实验步骤1. 准备溶液：将亚甲基蓝溶液稀释至一定浓度，配制一系列不同浓度的溶液。
2. 准备活性炭：将活性炭用蒸馏水洗涤，去除杂质，然后在105℃下烘干至恒重。
3. 吸附实验：将活性炭粉末加入到锥形瓶中，加入一定量的亚甲基蓝溶液，置于磁力搅拌器上，设定不同吸附时间，观察溶液颜色变化。
4. 测定吸附效果：取吸附后的溶液，用分光光度计测定吸光度，计算吸附量。
5. 计算吸附等温线：以吸附量为纵坐标，溶液浓度为横坐标，绘制吸附等温线。
五、实验数据与分析1. 吸附量随吸附时间的变化：实验结果表明，活性炭对亚甲基蓝的吸附量随吸附时间的延长而增加，在一定时间内达到吸附平衡。
2. 吸附等温线：根据实验数据，绘制吸附等温线，发现活性炭对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir吸附等温式。
3. 影响吸附效果的因素：实验结果表明，活性炭的吸附效果受温度、pH值、溶液浓度等因素的影响。
六、结论1. 活性炭对亚甲基蓝具有良好的吸附效果，可作为水处理中的吸附材料。
2. 活性炭的吸附效果受温度、pH值、溶液浓度等因素的影响，实际应用中需根据具体情况调整吸附条件。
固体比表面积的测定溶液吸附法
固体比表面积的测定——溶液吸附法一、目的要求1. 学会用次甲基蓝水溶液吸附法测定活性炭的比表面积。
2. 了解郎缪尔单分子层吸附理论及溶液法测定比表面积的基本原理。
二、基本原理溶液的吸附可用于测定固体比表面积。
次甲基蓝是易于被固体吸附的水溶性染料，研究表明，在一定浓度范围内，大多数固体对次甲基蓝的吸附是单分子层吸附，符合郎缪尔吸附理论。
郎缪尔吸附理论的基本假设是：固体表面是均匀的，吸附是单分子层吸附，吸附剂一旦被吸附质覆盖就不能被再吸附；在吸附平衡时候，吸附和脱附建立动态平衡；吸附平衡前，吸附速率与空白表面成正比，解吸速率与覆盖度成正比。
设固体表面的吸附位总数为N ，覆盖度为θ，溶液中吸附质的浓度为c ，根据上述假定，有吸附速率: r 吸 = k 1N (1-θ)c (k 1为吸附速率常数) 脱附速率: r 脱 = k -1N θ (k -1为脱附速率常数)当达到吸附平衡时: r 吸 = r 脱 即 k 1N (1-θ)c = k -1N θ由此可得: c K cK 吸吸+=1θ (2-25-1)式中K 吸=k 1/k -1称为吸附平衡常数，其值决定于吸附剂和吸附质的性质及温度，K 吸值越大，固体对吸附质吸附能力越强。
若以Γ表示浓度c 时的平衡吸附量，以Γ∞表示全部吸附位被占据时单分子层吸附量，即饱和吸附量，则: θ =Γ /Γ∞带入式(2-25-1)得 cK cK 吸吸+=∞1ΓΓ (2-25-2)整理式(2-25-2)得到如下形式c K c∞∞+=ΓΓΓ11吸 (2-25-3)作c /Γ～c 图，从直线斜率可求得Γ∞，再结合截距便可得到K 吸。
Γ∞指每克吸附剂对吸附质的饱和吸附量(用物质的量表示)，若每个吸附质分子在吸附剂上所占据的面积为σA ，则吸附剂的比表面积可以按照下式计算S =Γ∞L σA (2-25-4)式中S 为吸附剂比表面积，L 为阿伏加德罗常数。
次甲基蓝的结构为：阳离子大小为17.0 ×7.6× 3.25 ×10-30 m3次甲基蓝的吸附有三种取向：平面吸附投影面积为135×10–20m 2，侧面吸附投影面积为75×10–20m 2，端基吸附投影面积为39×10–20m 2。
物理化学-实验三十：溶液吸附法测定固体比表面积
实验三十 溶液吸附法测固体比表面积一、实验目的1.用次甲基兰水溶液吸附法测定颗粒活性炭的比表面积。
2.了解朗缪尔单分子层吸附理论及用溶液法测定比表面的基本原理。
二、实验原理在一定温度下．固体在某些溶液中的吸附与固体对气体的吸附很相似，可用朗缪尔（Langmuir ）单分子层吸附方程来处理。
Langmuir 吸附理论的基本假定是：固体表面是均匀的．吸附是单分子层吸附，被吸附在固体表面上的分子相互之间无作用力，吸附平衡是动态平衡；根据以上假定．推导出吸附方程1KcKc∞Γ=Γ+ （1）式中11k K k -=——吸附作用的平衡常数，也称吸附系数，与吸附质、吸附剂性质及温度有关，其值愈大，则表示吸附能力愈强，具有浓度倒数的量纲。
Γ——平衡吸附量，1g 吸附剂达吸附平衡时，吸附溶质的物质的量(mol ·g -1)； ∞Γ——饱和吸附量，1g 吸附剂的表面上盖满一层吸附质分子时所能吸附的最大量(mol ·g -1)。
c ——达到吸附平衡时．溶质在溶液本体中的平衡浓度（mol ·L -1）。
将式（1）整理，得1111K c∞∞=+ΓΓΓ （2） 以1Γ对1c作图得一直线，由此直线的斜率和截距可求得∞Γ和常数K 。
根据∞Γ的数值A N A S ∞Γ比= （3）式中 A N ——阿伏加德罗常数；A ——吸附质分子的截面积（m 2）； 活性炭是一种固体吸附剂，而作为染料的次甲基兰具有最大的吸附倾向。
研究表明，在一定的浓度范围内，大多数固体对次甲基兰的吸附是单分了层吸附符合朗缪尔吸附理论。
本实验以活性炭为吸附剂，将定量的活性炭与一定量的几种不同浓度的次甲基兰相混，在常温下振荡，使其达到吸附平衡。
用分光光度计测量吸附前后次甲基兰溶液的浓度。
从浓度的变化可以求出每克活性炭吸附次甲基兰的吸附量Γ。
0()c c Vm-Γ=（4） 式中 V ——吸附溶液的总体积(L)；m ——加入溶液的吸附剂质量(g)；c 和0c ——平衡浓度和原始浓度(mol ·L -1)。
【精品】实验二十七固液吸附法测定比表面（一）次甲基蓝在活性炭上
实验二十七固液吸附法测定比表面一次甲基蓝在活性炭上的吸附【目的要求】1. 用溶液吸附法测定活性炭的比表面。
2. 了解溶液吸附法测定比表面的基本原理及测定方法。
【实验原理】比表面是指单位质量或单位体积的物质所具有的表面积其数值与分散粒子大小有关。
测定固体比表面的方法很多常用的有BET低温吸附法、电子显微镜法和气相色谱法但它们都需要复杂的仪器装置或较长的实验时间。
而溶液吸附法则仪器简单操作方便。
本实验用次甲基蓝水溶液吸附法测定活性炭的比表面。
此法虽然误差较大但比较实用。
活性炭对次甲基蓝的吸附在一定的浓度范围内是单分子层吸附符合朗格缪尔Langmuir吸附等温式。
根据朗格缪尔单分子层吸附理论当次甲基蓝与活性炭达到吸附饱和后吸附与脱附处于动态平衡这时次甲基蓝分子铺满整个活性炭粒子表面而不留下空位。
此时吸附剂活性炭的比表面可按下式计算6001045.2WGCCS 1 式中S0为比表面m2·kg-1C0为原始溶液的浓度C为平衡溶液的浓度G为溶液的加入量kgW为吸附剂试样质量kg2.45×106是1kg次甲基蓝可覆盖活性炭样品的面积m2·kg-1。
本实验溶液浓度的测量是借助于分光光度计来完成的根据光吸收定律当入射光为一定波长的单色光时某溶液的吸光度与溶液中有色物质的浓度及溶液的厚度成正比即AKCL。
式中A为吸光度K为常数C为溶液浓度L为液层厚度。
实验首先测定一系列已知浓度的次甲基蓝溶液的吸光度绘出A—C工作曲线然后测定次甲基蓝原始溶液及平衡溶液的吸光度再在A—C曲线上查得对应的浓度值代入1式计算比表面。
【仪器试剂】分光光度计1套振荡器1台分析天平1台离心机1台台秤0.1g1台三角烧瓶100mL3只容量瓶500mL4只、100mL5只。
次甲基蓝原始溶液2g·dm-3次甲基蓝标准溶液0.1g·dm-3 颗粒活性炭。
【实验步骤】1. 活化样品将活性炭置于瓷坩埚中放入500℃马福炉中活化1h或在真空箱中300℃活化1h然后置于干燥器中备用。
关于次甲基蓝水溶液吸附法测定颗粒活性炭比表面积实验的探讨
对 于非石 墨型 的活 性炭 ， 实验 教材 上既 有次 甲基 蓝是 以端 基 吸附取 向的报 道 ， 也有 可能 不是 平 面吸 附而 是端基 吸 附 的说 法 ； 近年来 还 有实 验 由 Ｂ Ｅ Ｔ比表 面积测 定仪 测定 已活化 的活性 炭 的 比表 面积 反 推 分子 投影 面积 ， 证 明次 甲基蓝 溶液 在活性 炭 表 面吸 附可 能 不是 端 基 吸附 而是 平 面 吸 附取 向 ５ ］ 。我 们 认 为这 个说 法值 得商榷 ， 原 因有 两点 ： （ １ ）气 体 吸附法 用来 测 量 固体 的 比表 面 积 ， 被 吸 附 的分 子应 该 包 括
通 讯联 系 人 ， Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｇ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ＠ｊ ｌ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ
第 ３期
张 国艳 等 ： 关于次 甲基蓝水溶液吸附法测定颗粒活性炭 比表 面积实验的探讨
６ ｌ
ห้องสมุดไป่ตู้
能够 到达 固体表 面 的 全部 气体 ， 无 论外 部 还 是 内部 。 由于受 气 体 分 子大 小 的影 响 ， 通过 Ｂ Ｅ Ｔ法获 得 的 吸 附剂 比表面 积值不 能反 映 吸附剂 真 实 的内部表 面积 ， 只能称作 表 观 比表 面 积 ， 尤 其是 对于 含有微 孔 结
１ ． ３ 次 甲基 蓝端 基 吸附的 投影 面积
根据 Ｓ＝Ｆ Ｎ 计算 比表 面 积 Ｓ ， 需要 用 到次 甲基蓝 分子 的投 影 面积 ， 所 以次 甲基 蓝在 固体表 面
的吸 附取 向与吸 附位 点对 于应 用次 甲基 蓝溶液 吸 附法 测 定 固体 比表 面 积 的准 确性 方 面有 重要 价 值 ］ 。 不 同吸 附剂 或者 同种 吸附剂 不 同测试 条件 ， 吸附剂 取 向不 同 ， 投影 面积 就不 同。次 甲基蓝 在 固体上 的吸 附有 ３种 取 向 ， 即平 面吸 附 ， 投影 面积 为 １ ． ３ ５ Ｘ １ ０ ｍ ； 侧面吸附， 投影面积为 ７ ． ５ × １ ０ 一 ｍ ； 端基 吸附 。
《物理化学基础实验》溶液吸附法测定固体的比表面积实验
《物理化学基础实验》溶液吸附法测定固体的比表面积实验一、实验目的学会用次甲基蓝水溶液吸附法测定活性炭的比表面积；了解郎缪尔单分子层吸附理论及溶液法测定比表面积的基本原理。
二、原理与方法溶液的吸附可用于测定固体比表面积。
次甲基蓝是易于被固体吸附的水溶性染料，研究表明，在一定浓度范围内，大多数固体对次甲基蓝的吸附是单分子层吸附，符合郎缪尔吸附理论。
郎缪尔吸附理论的基本假设是：固体表面是均匀的，吸附是单分子层吸附，吸附剂一旦被吸附质覆盖就不能被再吸附；在吸附平衡时候，吸附和脱附建立动态平衡；吸附平衡前，吸附速率与空白表面成正比，解吸速率与覆盖度成正比。
设固体表面的吸附位总数为N ，覆盖度为θ，溶液中吸附质的浓度为c ，根据上述假定，有吸附速率： r 吸 = k 1N(1-θ)c (k 1为吸附速率常数) 脱附速率： r 脱 = k -1N θ (k -1为脱附速率常数) 当达到吸附平衡时： r 吸 = r 脱 即 k 1N (1-θ)c = k -1N θ 由此可得: cK c K 吸吸+=1θ (1)式中K 吸=k 1/k -1称为吸附平衡常数，其值决定于吸附剂和吸附质的性质及温度，K 吸值越大，固体对吸附质吸附能力越强。
若以Γ表示浓度c 时的平衡吸附量，以Γ∞表示全部吸附位被占据时单分子层吸附量，即饱和吸附量，则：θ =Γ /Γ∞带入式(2-25-1)得：cK cK 吸吸+=∞1ΓΓ(2) 整理式(2-25-2)得到如下形式c K c∞∞+=ΓΓΓ11吸 (3)作c/Γ～c 图，从直线斜率可求得Γ∞，再结合截距便可得到K 吸。
Γ∞指每克吸附剂对吸附质的饱和吸附量(用物质的量表示)，若每个吸附质分子在吸附剂上所占据的面积为σA ，则吸附剂的比表面积可以按照下式计算S =Γ∞L σA(4)式中S 为吸附剂比表面积，L 为阿伏加德罗常数。
次甲基蓝的结构为：阳离子大小为17.0 ×7.6× 3.25 ×10-30 m 3次甲基蓝的吸附有三种取向：平面吸附投影面积为135×10–20 m 2，侧面吸附投影面积为75×10–20 m 2，端基吸附投影面积为39×10–20 m 2。
活性炭吸附实验报告
活性炭吸附实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是探究活性炭对不同物质的吸附性能，了解影响活性炭吸附效果的因素，如吸附时间、溶液浓度、温度等，并通过实验数据计算活性炭的吸附量和吸附效率。
二、实验原理活性炭是一种具有高度孔隙结构和巨大比表面积的吸附材料。
其吸附作用主要基于物理吸附和化学吸附两种机制。
物理吸附是由于活性炭表面的分子间作用力（范德华力）而引起的，对各种物质均有一定的吸附能力，但吸附强度相对较弱。
化学吸附则是由于活性炭表面的官能团与被吸附物质之间发生化学反应而产生的，具有较强的选择性和特异性。
在一定条件下，活性炭对溶液中的溶质分子进行吸附，当达到吸附平衡时，吸附量与溶液的初始浓度、吸附时间、温度等因素有关。
通过测定溶液在吸附前后的浓度变化，可以计算出活性炭的吸附量和吸附效率。
三、实验材料与仪器1、实验材料活性炭：颗粒状，粒度为 20-40 目。
待吸附物质：甲基橙溶液、亚甲基蓝溶液、苯酚溶液。
其他试剂：盐酸、氢氧化钠、蒸馏水等。
2、实验仪器分光光度计：用于测定溶液的吸光度，从而计算溶液的浓度。
电子天平：用于称量活性炭的质量。
恒温振荡器：用于控制实验温度和搅拌溶液，以保证吸附过程的均匀性。
移液管、容量瓶、锥形瓶等玻璃仪器。
四、实验步骤1、活性炭的预处理将活性炭用蒸馏水洗涤数次，以去除表面的杂质和粉尘。
在 105℃的烘箱中烘干至恒重，备用。
2、标准曲线的绘制分别配制不同浓度的甲基橙溶液、亚甲基蓝溶液和苯酚溶液。
用分光光度计在各自的最大吸收波长处测定溶液的吸光度，绘制标准曲线。
3、吸附实验准确称取一定量的预处理后的活性炭，放入锥形瓶中。
加入一定体积和浓度的待吸附溶液，将锥形瓶放入恒温振荡器中，在设定的温度和转速下进行吸附。
在不同的时间间隔（如 5min、10min、20min、30min、60min 等）取出一定量的溶液，用分光光度计测定其吸光度，根据标准曲线计算溶液的浓度。
4、数据处理根据吸附前后溶液的浓度变化，计算活性炭的吸附量（q）和吸附效率（η）。
活性炭对实验室次甲基蓝废水的吸附去除研究
广东化工 2019年第1期第46卷总第387期•28 •活性炭对实验室次甲基蓝废水的吸附去除研究曾叔霖，孙雯，龚言龙，杨文彬，朱凌，薛小旭**［收稿日期］2018-11-05［基金项目］南京医科大学康达学院2017年科研发展基金(KD2017KYJJYB006)［作者简介］曾叔霖(1997-),男，广东清远，本科。
*为通讯作者：薛小旭(1986-),女，硕士研究生，实验师，主要从事化学实验教学和管理工作。
(南京医科大学康达学院，江苏连云港222000)［摘 要］以实验室次甲基蓝废水为研究对象，用活性炭对其吸附处理，进行最佳投加量、最佳吸附温度和最佳吸附时间的研究。
结果表明，活性炭吸附去除实验室次甲基蓝废水的最佳条件为：活性炭投加量100 mg.吸附温度为40 °C 、吸附时间为60 min,去除率达到95%以上，对实验室次甲基蓝废水有很好的处理效果。
［关键词］活性炭；次甲基蓝；吸附［中图分类号］TQ ［文献标识码］A ［文章编号］1007-1865(2019)01 -0028-02Study on Adsorption and Removal of Laboratory Methylene Blue Wastewater byActivated CarbonZeng Shulin, Sun Wen, Gong Yanlong, Yang Wenbing, Zhu Ling, Xue Xiaoxu *(Kangda College of Nanjing Medical University, Lianyungang 222000, China)Abstract: The laboratory methylene blue wastewater was treated by adsorption with activated carbon, and the optimal amount, the optimal adsorption temperature and the optimal adsorption time were studied. The results showed that the optimal conditions were as follows: the dosage of activated carbon was 100 mg, the adsorption temperature was 40 °C, and the adsorption time was 60 min. Under the optimal conditions, the removal rate could be reached above 95%. Therefore, activated carbon has a good treatment efleet on laboratory methylene blue wastewater.Keywords: activated carbon ； methylene blue ； adsorption随着经济社会的发展和人们环保意识的增强，环境污染问题 成为全球关注的焦点⑴。
实验二十次甲基蓝在活性炭上的吸附比表面积测定
实验二十次甲基蓝在活性炭上的吸附比表面积测定一、目的要求1. 用溶液吸附法测定活性炭的比表面。
2. 了解溶液吸附法测定比表面的基本原理及测定方法。
二、实验原理比表面是指单位质量(或单位体积)的物质所具有的表面积，其数值与分散粒子大小有关。
测定固体比表面的方法很多，常用的有BET低温吸附法、电子显微镜法和气相色谱法，但它们都需要复杂的仪器装置或较长的实验时间。
而溶液吸附法则仪器简单，操作方便。
本实验用次甲基蓝水溶液吸附法测定活性炭的比表面。
此法虽然误差较大，但比较实用。
活性炭对次甲基蓝的吸附，在一定的浓度范围内是单分子层吸附，符合朗格缪尔(Langmuir)吸附等温式。
根据朗格缪尔单分子层吸附理论，当次甲基蓝与活性炭达到吸附饱和后，吸附与脱附处于动态平衡，这时次甲基蓝分子铺满整个活性炭粒子表面而不留下空位。
此时吸附剂活性炭的比表面可按下式计算：(1)式中，S0为比表面(m2·kg-1)；C0为原始溶液的浓度；C为平衡溶液的浓度；G为溶液的加入量(kg)；W为吸附剂试样质量(kg)；2.45×106是1kg次甲基蓝可覆盖活性炭样品的面积(m2·kg-1)。
本实验溶液浓度的测量是借助于分光光度计来完成的，根据光吸收定律，当入射光为一定波长的单色光时，某溶液的吸光度与溶液中有色物质的浓度及溶液的厚度成正比，即：A=KCL。
式中，A为吸光度；K为常数；C为溶液浓度；L为液层厚度。
实验首先测定一系列已知浓度的次甲基蓝溶液的吸光度，绘出A—C工作曲线，然后测定次甲基蓝原始溶液及平衡溶液的吸光度，再在A—C曲线上查得对应的浓度值，代入(1)式计算比表面。
三、预习要求1. 认真预习实验讲义，写出预习报告；2. 姓名、学号、班级、同组姓名；3. 预习报告完整、整洁、编页码；4. 简要的实验目的、原理、主要仪器设备、药品、装置图、实验步骤；5. 原始数据记录表（设计合理，用直尺划表格）；6. 提问（原理、方法、提示和思考问题等）。
物理化学——溶液吸附法测定比表面积
物理化学——溶液吸附法测定比表面积1. 目的要求(1)用溶液吸附法测定颗粒活性炭的比表面。
(2)了解溶液吸附法测定比表面的基本原理。
(3)了解721型分光光度计的基本原理并熟悉使用方法。
2. 基本原理比表面是指单位质量(或单位体积)的物质所具有的表面积，其数值与分散粒子大小有关。
测定固体物质比表面的方法很多，常用的有BET低温吸附法、电子显微镜法和气相色谱法等，不过这些方法都需要复杂的装置，或较长的时间。
溶液吸附法测定固体物质比表面，仪器简单，操作方便，还可以同时测定许多个样品，因此常被采用，但溶液吸附法测定结果有一定误差。
其主要原因在于：吸附时非球型吸附层在各种吸附剂的表面取向并不一致，每个吸附分子的投影面积可以相差很远，所以，溶液吸附法测得的数值应以其它方法校正之。
然而，溶液吸附法常用来测定大量同类样品的相对值。
溶液吸附法测定结果误差一般为10%左右。
水溶性染料的吸附已广泛应用于固体物质比表面的测定。
在所有染料中，次甲基蓝具有最大的吸附倾向。
研究表明，在大多数固体上，次甲基蓝吸附都是单分子层，即符合朗格缪尔型吸附。
但当原始溶液浓度较高时，会出现多分子层吸附，而如果吸附平衡后溶液的浓度过低，则吸附又不能达到饱和，因此，原始溶液的浓度以及吸附平衡后的溶液浓度都应选在适当的范围内。
根据朗格缪尔单分子层吸附理论，当次甲基蓝与活性炭达到吸附饱和后，吸附与脱附处于动态平衡，这时次甲基蓝分子铺满整个活性粒子表面而不留下空位。
此时吸附剂活性炭的比表面可按式(1)计算:(1)式中，S0为比表面(m2·kg-1); C0为原始溶液的质量分数; C为平衡溶液的质量分数; G为溶液的加入量(kg)；W为吸附剂试样质量(kg)；2.45×106是1kg次甲基蓝可覆盖活性炭样品的面积图 4.1 次甲基蓝分子的平面结构(m 2·kg-1)。
次甲基蓝分子的平面结构如图所示。
阳离子大小为1.70×10-10m×76×10-10m×325×10-10m。
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实验二十 次甲基蓝在活性炭上的吸附比表面积测定
一、目的要求
1. 用溶液吸附法测定活性炭的比表面。
2. 了解溶液吸附法测定比表面的基本原理及测定方法。
二、实验原理
比表面是指单位质量(或单位体积)的物质所具有的表面积，其数值与分散粒子大小有关。
测定固体比表面的方法很多，常用的有BET 低温吸附法、电子显微镜法和气相色谱法，但它们都需要复杂的仪器装置或较长的实验时间。
而溶液吸附法则仪器简单，操作方便。
本实验用次甲基蓝水溶液吸附法测定活性炭的比表面。
此法虽然误差较大，但比较实用。
活性炭对次甲基蓝的吸附，在一定的浓度范围内是单分子层吸附，符合朗格缪尔(Langmuir)吸附等温式。
根据朗格缪尔单分子层吸附理论，当次甲基蓝与活性炭达到吸附饱和后，吸附与脱附处于动态平衡，这时次甲基蓝分子铺满整个活性炭粒子表面而不留下空位。
此时吸附剂活性炭的比表面可按下式计算：
()6001045.2⨯⨯-=W G
C C S (1)
式中，S 0为比表面(m 2·kg -1)；C 0为原始溶液的浓度；C 为平衡溶液的浓度；G 为溶液的加入量(kg)；W 为吸附剂试样质量(kg)；2.45×106是1kg 次甲基蓝可覆盖活性炭样品的面积(m 2·kg -1)。
本实验溶液浓度的测量是借助于分光光度计来完成的，根据光吸收定律，当入射光为一定波长的单色光时，某溶液的吸光度与溶液中有色物质的浓度及溶液的厚度成正比，即：
A =KCL 。
式中，A 为吸光度；K 为常数；C 为溶液浓度；L 为液层厚度。
实验首先测定一系列已知浓度的次甲基蓝溶液的吸光度，绘出A —C 工作曲
线，然后测定次甲基蓝原始溶液及平衡溶液的吸光度，再在A—C曲线上查得对应的浓度值，代入(1)式计算比表面。
三、预习要求
1.认真预习实验讲义，写出预习报告；
2. 姓名、学号、班级、同组姓名；
3. 预习报告完整、整洁、编页码；
4. 简要的实验目的、原理、主要仪器设备、药品、装置图、实验步骤；
5. 原始数据记录表（设计合理，用直尺划表格）；
6. 提问（原理、方法、提示和思考问题等）。
四、仪器试剂
分光光度计1套；振荡器1台；分析天平1台；离心机1台；台秤(0.1g)1台；三角烧瓶(100mL，3只)；容量瓶(500mL，4只、100mL，5只)。
次甲基蓝原始溶液(2g·dm-3)；次甲基蓝标准溶液(0.1g·dm-3) ；颗粒活性炭。
五、实验步骤
1. 活化样品将活性炭置于瓷坩埚中放入500℃马福炉中活化1h(或在真空箱中300℃活化1h)，然后置于干燥器中备用。
2. 溶液吸附取100mL三角烧瓶3只，分别放入准确称取活化过的活性炭约0.1g，再加入40g浓度为2g·dm-3的次甲基蓝原始溶液，塞上橡皮塞，然后放在振荡器上振荡3h。
3. 配制次甲基蓝标准溶液用台称分别称取4g、6g、8g、10g、12g浓度为0.1g·dm-3的标准次甲基蓝溶液于100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，即得浓度分别为4mg·dm-3、6mg·dm-3、8mg·dm-3、10mg·dm-3、12mg·dm-3的标准溶液。
4. 原始溶液的稀释为了准确测定原始溶液的浓度，在台称上称取浓度为2g·dm-3的原始溶液2.5g放入500mL容量瓶中，稀释至刻度。
5. 平衡液处理样品振荡3h后，取平衡溶液5mL放入离心管中，用离心机旋转10min，得到澄清的上层溶液。
取2.5g澄清液放入500mL容量瓶中，并用
蒸馏水稀释到刻度。
6. 选择工作波长用6mg·dm-3的标准溶液和0.5cm的比色皿，以蒸馏水为空白液，在500～700nm波长范围内测量吸光度，以最大吸收时的波长作为工作波长。
7. 测量吸光度在工作波长下，依次分别测定4mg·dm-3、6mg·dm-3、8mg·dm-3、10mg·dm-3、12mg·dm-3的标准溶液的吸光度，以及稀释以后的原始溶液及平衡溶液的吸光度。
【注意事项】
标准溶液的浓度要准确配制。
活性炭颗粒要均匀并干燥，且三份称重应尽量接近。
振荡时间要充足，以达到吸附饱和，一般不应小于3h。
【思考题】
1. 比表面的测定与温度、吸附质的浓度、吸附剂颗粒、吸附时间等有什么关系？
2. 用分光光度计测定次甲基蓝水溶液的浓度时，为什么还要将溶液再稀释到mg·dm-3级浓度才进行测量？
3. 固体在稀溶液中对溶质分子的吸附与固体在气相中对气体分子的吸附有何共同点和有何区别？
4. 溶液产生吸附时，如何判断其达到平衡？
【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2g·dm-3左右，平衡溶液的浓度不小于1m g·dm-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。
六、数据处理
1. 作A-C工作曲线。
2. 求次甲基蓝原始溶液的浓度C0和平衡溶液的浓度C。
从A-C工作曲线上查得对应的浓度，然后乘以稀释倍数200，即得C0和C。
3. 计算比表面，求平均值。
七、参考文献
1.上官荣昌，物理化学实验(第2版)，高等教育出版社，2003
2. 陈龙武，邓希贤，朱长缨，吴子生，臧威成，金虬. 物理化学实验基本技术. 华东师范大学出版, 1986.。