试验十六固体在溶液中的吸附

实验十六 固体在溶液中的吸附

一 实验目的

1. 测定活性炭在醋酸水溶液中对醋酸的吸附量；

2. 通过实验进一步理解吸附等温线及弗兰德列希方程的意义。 二 实验原理

1. 溶质在溶液中被吸附于固体表面是一种普遍现象，也是物质提纯的主要方法之一。活性炭是用途广泛的吸附剂，它不仅可以用于吸附气体物质，也可以在溶液中吸附溶质。

2. 吸附量通常以每克吸附剂吸附溶质的物质的量来表示。在一定温度下，达到吸附平衡的溶液中，吸附量与溶液浓度的关系，符合弗兰德列希经验方程：

n c k m

x

q ⋅==

（16-1） 式中

x － 吸附质物质的量（mol ）； m － 吸附剂的质量（g ）； q － 吸附量（mol·g -1c － 平衡时溶液的浓度（mol·dm ）；

-3k 、n － 常数，由温度、溶剂、吸附质及吸附剂的性质决定，一般由实验确定； ）；

将式（16-1）取对数，则有：

k c n m

x

lg lg lg

+= （16-2） 若以m

x

lg

对c lg 作图，可得一斜率为n ，截距为k lg 的直线，由直线可求得n 和k 的值。 式（16-1）中m

x

可以通过吸附前后溶液浓度的变化及活性炭准确称量值求等得，即：

V m

c c m x ⋅−=)(0 （16-3） 式中

V － 溶液的总体积（dm 3m － 活性炭的质量（g ）。 ）； 三 仪器和试剂

125cm 3锥形瓶8个；25 cm 3酸式、碱式测定管各1支； 5 cm 3、10 cm 3和25 cm 30.4mol·dm 移液管各1支；漏斗6只；振荡机一台。

-3HAc 标准溶液；0.1mol·dm -3四 实验步骤

NaOH 标准溶液；酚酞指示剂一瓶；活性炭（颗粒状或粉状）若干。 1.将0.4mol·dm -3HAc 标准溶液按下列比例稀释配制成50 cm 3

不同浓度的HAc 溶液并分别置于干燥洁净的锥形瓶中，编好号并盖好瓶塞，防止醋酸挥发。

2. 吸附过程

准确称量1g 左右的活性炭（经120℃温度下烘烤且准确称量到0.001g ）。分别加入各锥形瓶中，塞好瓶塞，在振荡机上振荡1h ，或用手不时摇动后放置1.5h 。

3. 平衡浓度的测定 如果采用粉状活性炭，那么应将各溶液过滤并弃去最初10cm 3滤液，在剩余溶液中取样。如果采用颗粒状活性炭，可直接从锥形瓶中取样，按1～6编号分别取5、10、25、25、25、25cm 3，再用0.1mol·dm -3

4. 倾去所有溶液，将锥形瓶洗净；清洁桌面；将实验数据交指导教师检查、签字。 NaOH 标准溶液滴定，根据所用标准碱溶液的体积数，确定平衡浓度c 。

五 注意事项

本实验的关键是吸附一定要达到平衡，6个瓶的吸附温度要相同。 六 数据记录和处理

1. 根据2211V c V c ⋅=⋅，分别求出HAc 溶液的初始浓度0c 和平衡浓度c ；

2. 将c 0m

x

和c 代入式（16-3）算出的值； 3. 算出m

x

lg

及c lg 的值； 将以上数据分别填入下表内：

4. 根据表内数据作出m

x

对c 的吸附等温线； 5. 以m

x

lg

对c lg 作图，从所得直线斜率和截距求出常数k 及n 。 七 思考题

1. 影响固体对溶液中溶质的吸附在哪些因素？固体吸附气体与吸附溶液中的溶质有何

不同？

2. 如何加快吸附达到平衡？如何确定平衡已经达到？

3. 降低吸附温度对吸附有什么影响？