_固体在溶液中的吸附
固体在溶液中的吸附
综合化学实验安徽师范大学2007年度校级精品课程1固体在溶液中的吸附一目的要求1.掌握测量固体在溶液中吸附作用的方法和技能。
2.推算活性碳的吸附量及比表面积。
二实验原理吸附能力的大小常用吸附量Г表示(有时也用q)。
吸附量Г指每克吸附剂吸附溶质的物质的量。
弗罗因德利希(Freundlich)从吸附量和平衡浓度的关系曲线得出经验方程:1jnkcmΓ= = g (1)式中,n 表示吸附溶质的物质的量(mol);m 表示吸附剂的质量(g);c 表示吸附平衡时溶液的浓度(mol/L);k,j 表示经验常数,由温度、溶剂、吸附质与吸附剂的性质决定。
将式(1)取对数得:1lg lg c lg kjΓ= + (2)以lgΓ对lgc作图可得一直线,由直线的斜率和截距可求得j 和k。
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:KC Γ1KC ∞Γ=+(3)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(3)式整理可得如下形式:C1 1CΓK Γ∞∞=+Γ(4)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,按照Langmuir 单分子层吸附模型,假定吸附质分子在吸附剂表面上是直立的,利用活性炭在醋酸溶液中吸附作用可测定活性炭的比表面积(S0)。
可按下式计算:S0=Г∞×6.023×1023×2.43×10-19(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;2.43×10-19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()VmC C Γ−= 0 (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(g)。
实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 mxq ⋅==(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 mxlg lg lg+= (16-2) 若以mxlg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mx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 mc 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。
固体从溶液中的吸附实验的报告 .doc
固体从溶液中的吸附实验的报告 .doc
一、实验目的
本实验旨在研究固体从溶液中吸附的过程,从而分析它们之间的相互作用。
二、原理
吸附是一种分子相互结合的过程,其特征是一种物质以溶液的形式存在,而另一种物质以固体的形式存在,它们之间的相互作用可通过吸附力的强弱来形成,吸附的主要物理机制是相互作用的化学力。
三、实验步骤
1、准备实验设备:用于实验的认定设备有:蒸发皿、滴定瓶、电子天平、铜棒、酸度计、烘箱、烧杯、漏斗、筛网。
2、准备样品:准备一定量、确定程度的少量溶液,并与一定量的固体样品混合,使其混合均匀。
3、实施吸附实验:将混合液浓缩,如将溶液稀释至所需浓度,或将固体样品分离,进行反复浓缩稀释,直至将溶液和固体样品完全分离。
4、记录数据:在实施实验的各个阶段记录实验所使用的设备及其参数。
5、数据处理:将记录的数据处理,分析两种物质相互作用的特点,并作出结论。
四、实验结果
1、实验结果显示,固体物质完全从溶液中被吸附本质上是通过固体物质中的胶水像物质在固体之间,或者溶液和固体之间,发生相互作用来实现的。
2、记录的参数为:温度、湿度、物质含量、浓度等,可以分析物质之间的相互作用是如何通过调整这些参数来影响固体物质的吸附能力。
3、通过实验也可以计算出吸附力及其实验数据的变化关系,分析受吸附力影响的固体物质吸附的饱和情况。
1、当不同的物质结合在一起时,会受到吸附力的影响,从而形成吸附物。
2、不同温度、湿度、物质含量、浓度、比表面积等因素,可以影响实验结果和吸附力。
3、可以据此模拟实际的吸附现象,研究它们的相互作用,从而制定更好的工程设计方法。
固液界面的吸附
实验四固液界面上的吸附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。
r =V (C0-C)/m ⑴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(mol I,)C0――被吸附物质的初始浓度(mol丄‘)V ――所用溶液的总体积(L)在V、C O、m已知的情况下,r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1x —溶质平衡浓度的关系,可用Freundlich吸附等温式表示:r = kC nm⑵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)---- 平衡吸附量(mol g ')mC――吸附平衡时被吸附物质留在溶液中的浓度(mol L^ )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x 1lg lg C lg k (3)m nx 1以lg 对lg c作图,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m nk。
(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(1)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。
4.5 固体从溶液中的吸附
K a1
L
,
则上式可改写为N2
ba2
L L
1 ba2
若只有溶质和溶剂两种质点吸附, n1 n 2 n
n2
n ba2
L L 2
(1 b a ) 1
,假 设 铺 满 一 层 的 最 大 吸 附 量 为 n2 n ,以 a2
L
, 则 有 a2
0
0
可 将 吸 附 剂 分 别 放 在 纯 A、 B的 饱 和 蒸 气 中 测 得 A A A / n A 和 AB A / n B 代 入 ( a )式 得
0
0
nA
n
A
0
nB
n
B
0
1 ( 4 .9 7 )
将式(4.96)、(4.97)联立,即可得出一组
L
ba2
L L 2
1 ba
L
a2
L
b
对 a 2 作 图 可 求 得 和 b.
对 吸 附 平 衡 常 数 用 热 力 学 函 数 表 示 K=e
S / R
0
e
H
0
/ RT
S 0 H 0 L 1 H 0 则 有 b ex p ex p ( a 1 ) b ex p RT RT R 考 虑 到 a2 c2 ,
(2)溶质间互相影响
• • • • • • • 主要是存在竞争吸附和诱发吸附 例1:碳自水溶液中吸附脂肪酸 吸附质:甲酸、乙酸、丙酸、丁酸 判断:吸附量顺序? 吸附量的顺序:甲酸<乙酸<丙酸<丁酸 原因:非极性吸附剂总是易自极性溶剂中 吸附非极性组分。
固体在溶液中的吸附实验报告
固体在溶液中的吸附实验报告实验目的,通过实验探究固体在溶液中的吸附现象,了解吸附过程中的影响因素及规律。
实验仪器与试剂,吸附柱、溶液、固体试样、分析天平、pH计、离心机等。
实验步骤:1. 准备工作,将吸附柱用去离子水反复洗涤,然后用溶剂进行洗涤,最后用烘箱干燥备用。
将固体试样称取一定质量,备用。
2. 实验操作,将已干燥的吸附柱装入实验装置中,加入一定体积的溶液,将固体试样加入吸附柱中,进行一定时间的吸附作用。
3. 分析处理,将吸附后的溶液进行离心分离,取上清液进行pH值测定,再用分析天平称取固体试样的质量变化。
实验结果:通过实验数据的分析处理,得出了固体在溶液中的吸附实验结果。
在不同条件下,固体试样的吸附量、吸附速度、吸附后溶液的pH值等均有所不同。
通过实验数据的比较分析,可以得出固体在溶液中吸附的规律及影响因素。
实验结论:根据实验结果得出,固体在溶液中的吸附过程受到多种因素的影响,包括固体试样的性质、溶液的性质、温度等。
吸附过程中,固体试样与溶液中的物质发生相互作用,导致溶液中物质的浓度变化、pH值的变化等。
吸附过程是一个动态平衡过程,随着时间的推移,吸附量会逐渐趋于平衡。
实验意义:固体在溶液中的吸附现象在化工、环境、材料等领域具有重要的应用价值。
通过深入了解固体在溶液中的吸附规律,可以指导工程实践中的吸附分离、废水处理、材料表面改性等工作。
同时,也有助于加深对固体-溶液界面相互作用的理解,推动相关领域的科学研究和技术发展。
总结:通过本次实验,我们对固体在溶液中的吸附现象有了更深入的了解。
在今后的工作中,我们将进一步探索吸附过程中的影响因素及规律,不断完善实验方法,提高实验数据的准确性和可靠性,为相关领域的科学研究和工程应用提供更有力的支持。
以上就是本次固体在溶液中的吸附实验报告,希望对大家有所帮助。
固体自溶液中的吸附
盐影响溶剂和溶质间的相互作用,因此影 响吸附过程。
例:盐使溶质的溶解度减少,则吸附量随盐浓度 的增加而增加,反之,盐使溶质的溶解度减少, 则吸附量随盐浓度的增加而减少。
4.混合(物)吸附(溶液中的溶质有两种以上)
一种溶质(A) 的吸附量会因另一种溶质(B)的 加入而降低
界面层上固体与溶质之间的相互作用力。 固体与溶剂之间的作用力 溶液中溶质与溶剂之间的相互作用力 结论:
溶液中的吸附是溶质和溶剂分子竞争吸附净 结果;固体表面的溶质浓度比溶液内部大, 为正吸附;否则为负吸附。
★固-液吸附速率
溶液中的吸附速率一般小于气体吸附速率,所以 溶液吸附平衡时间较长。
吸附量的顺序:甲酸<乙酸<丙酸<丁酸 原因:非极性吸附剂总是易自极性溶剂中
吸附非极性组分。
例2:硅胶自四氯化碳中吸附脂肪醇
吸附质:乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、
正己醇、正辛醇
判断吸附量顺序?
乙醇>正丙醇>正丁醇>正戊醇>正己醇>正 辛醇
原因:极性吸附剂总是易自非极性溶剂中
★ 溶液中所含杂质的影响往往不可忽略。
★多为物理吸附。一般来说,和固体表面性质相近 者易被吸附
2.在稀溶液中的吸附
(1)稀溶液是由溶剂和具有一定溶解度的溶质组成的 溶液,由于稀溶液中溶质的摩尔数接近于1,吸附 过程中溶剂的浓度基本不变,所以测得的吸附量 基本只是由溶质的吸附引起的。
(2)固体自稀溶液中的的吸附等温线的形状与固气吸附相似,通常气体吸附中的公式也可用于溶 液吸附。
范例(1):活性碳用于水和废水的处理 生活饮用水和工业用水标准 活性碳的吸附机理 活性碳吸附对废水处理的方式 水处理后活性碳的再生 范例(2): 黏土矿物吸附的应用
固体从溶液中的吸附实验报告
固体从溶液中的吸附实验报告篇一:活性碳吸附综合实验报告1 实验目的通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及性能;熟悉整个实验过程的操作;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;学会使用一级动力学、二级动力学方程拟合分析,对PAC 的吸附进行动力学分析研究;了解活性炭改性的方法以及其影响因素。
2 实验原理活性炭间隙性吸附实验原理活性炭吸附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,己达到净化水质的目的。
活性炭的吸附作用产生于两个方面,一是由于活性炭内部分子在各个方向都受到同等大小的力而在表面的分子则受到不平衡的力,这就使其他分子吸附于其表面上,此为物理吸附;另一个是由于活性炭与被吸附物质之间的化学作用,此为化学吸附。
活性炭的吸附是上述两种吸附综合的结果。
当活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等时,即单位时间内的活性炭的数量等于解吸的数量时,此时被吸附物质在溶液中的浓度和在活性炭表面的浓度均不在变化,而达到平衡,此时的动平衡称为活性炭吸附平衡而此时被吸附物质在溶液中的浓度称为平衡浓度。
活性炭的吸附能力以吸附量q表示。
q=VX= 式中:q ——活性炭吸附量,即单位重量的吸附剂所吸附的物质量,g/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,g/L;X ——被吸附物质重量,g;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,两者之间的变化称为吸附等温线,通常费用兰德里希经验公式加以表达。
q=K·C式中:q ——活性炭吸附量,g/g ;C ——被吸附物质平衡浓度g/L;K、n ——溶液的浓度,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q、C相应之值,将式取对数后变换为下式:1lgq=lgK+lgC 将q、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。
固体在溶液中的吸附)
实验八十四 固体在溶液中的吸附1. 简述测定活性炭在醋酸水溶液中对醋酸的吸附求出活性炭比表面的实验原理。
答:根据固体对气体的单分子层吸附理论,认为固体表面的吸附作用是单分子层吸附,即吸附剂一旦被吸附质占据之后,就不能吸附。
Γ∞为饱和吸附量,即固体完全被吸附质占据,再假定吸附质分子在吸附剂表面上是直立的,每个醋酸分子所占的面积以0.243nm 2计算,则吸附剂的比表面230186.02100.24310A s N a ∞∞Γ∞⨯⨯⨯=Γ=,则只要求出Γ∞,就可以求出吸附剂的比表面。
固体在溶液中吸附量 : ()m V c c m x 0-==Γ,固体在溶液中吸附符合兰格缪尔吸附等温式: ck ck+Γ=Γ∞1 重新整理可得:c c ∞∞Γ+Γ=Γ1k 1 ,以Γc 对c 作图,得一直线,由直线的斜率可求得Г∞,2. 在固体在溶液中的吸附实验中,为了节省时间,如果震荡机一次放不下全部样品,那么,你认为应先放浓度低的还是浓度高的样品去震荡?为什么?答:应该先放浓度低的样品去振荡。
因为在一定的浓度范围里,随着浓度的增大吸附越容易达到平衡,先放浓度小的溶液振荡可节约时间。
3. 在固体在溶液中的吸附实验中,对滴定用的锥形瓶作如下的处理:(1)洗涤后锥形瓶没吹干,(2)用待测液洗涤锥形瓶两次,问对实验有何影响?答:(1)中的情形对实验没有影响,因为在滴定时,只与物质的量有关,而与浓度是无关的。
(2)中的情形对实验是有影响的,将会使实验的结果偏大,用待测液洗涤会使锥形瓶中的物质的量增大。
4. 在固体在溶液中的吸附实验中,如何判断吸附平衡的达到?答: 取少许滴定,前后两次取样量相同,滴定消耗试剂的量在误差允许的范围内,则可判定已经达到了平衡。
5. 固体在溶液中的吸附实验中,活性碳在HAc水溶液中对HAc的吸附达到平衡后溶液的浓度会怎样?答:达到平衡后溶液的浓度将降低到某一值后不再随时间的改变而改变。
6. 在固体在溶液中的吸附实验中,吸附作用与那些因素有关?答:在固体在溶液中的吸附实验中,吸附作用与下列因素有关:(1)温度,固体在溶液中吸附是放热过程,因此,一般温度升高,吸附量减少。
固体在溶液中的吸附实验报告
固体在溶液中的吸附实验报告实验目的,通过本次实验,我们旨在探究固体在溶液中的吸附特性,了解吸附过程中的影响因素及其规律,为进一步研究和应用提供实验数据支持。
实验原理,固体在溶液中的吸附是指溶质分子或离子在固体表面上的吸附现象。
吸附分为物理吸附和化学吸附两种类型。
物理吸附是指溶质分子或离子在固体表面上的物理吸附,其主要特点是吸附能较低,吸附过程可逆;化学吸附则是指溶质分子或离子在固体表面上发生化学反应而吸附,其特点是吸附能较高,吸附过程不可逆。
实验材料和仪器,本次实验所需材料包括活性炭、氯化钠溶液、试管、移液管、天平、离心机等实验仪器。
实验步骤:1. 准备活性炭样品,称取一定质量的活性炭样品,并记录其质量。
2. 将称取好的活性炭样品置于试管中。
3. 使用移液管向试管中滴加一定浓度的氯化钠溶液,使活性炭样品充分浸泡在溶液中。
4. 将浸泡好的试管放入离心机中,进行一定时间的离心处理。
5. 取出试管,将其中的溶液倒出,然后用天平称取活性炭样品的质量。
6. 记录实验数据,并进行数据分析和处理。
实验结果与分析,根据实验数据统计和分析,我们得出了活性炭在氯化钠溶液中的吸附量随时间的变化曲线。
实验结果显示,活性炭在氯化钠溶液中的吸附量随着时间的增加而增加,但增加速率逐渐减缓,最终趋于平稳。
这表明活性炭在溶液中的吸附过程是一个动态平衡过程,随着吸附时间的延长,吸附速率逐渐减缓,最终达到吸附平衡。
实验结论,通过本次实验,我们得出了活性炭在氯化钠溶液中的吸附特性,了解了吸附过程中的动态平衡规律。
活性炭在溶液中的吸附量随着时间的增加而增加,但增加速率逐渐减缓,最终趋于平稳。
这一结论对于理解固体在溶液中的吸附过程具有重要意义,为进一步研究和应用提供了实验数据支持。
实验中的注意事项,在实验过程中,需要注意活性炭样品的称取精确、溶液的浓度和温度的控制等因素,以保证实验数据的准确性和可靠性。
结语,通过本次实验,我们对固体在溶液中的吸附特性有了更深入的了解,为相关领域的研究和应用提供了实验数据支持。
固体在溶液中的吸附实验报告
固体在溶液中的吸附实验报告1. 引言固体在溶液中的吸附是物理化学领域中的重要研究课题。
吸附是指物质在固体表面上的附着现象,它广泛应用于环境治理、化学工程、材料科学等领域。
本实验旨在研究不同条件下固体在溶液中的吸附行为,为进一步理解吸附过程提供实验依据。
2. 实验目的1) 研究不同溶液浓度对固体吸附行为的影响;2) 探究不同温度下固体吸附过程的变化;3) 分析固体表面性质对吸附行为的影响。
3. 实验原理3.1 吸附等温线吸附等温线描述了单位质量或单位表面积上被溶质占据的量与溶液浓度之间的关系。
它是研究固体与溶液相互作用强弱及其影响因素之一。
3.2 吸附热力学吸附过程中,系统发生能量变化,其大小与系统内部能量及外界条件有关。
通过测定系统在不同温度下的吸附量,可以计算吸附过程的热力学参数,如吸附热、吸附熵等。
3.3 吸附动力学吸附动力学研究的是吸附过程中的速率与时间的关系。
通过测定不同时间下的吸附量,可以了解吸附速率及其变化规律。
4. 实验装置与试剂4.1 实验装置本实验采用常规实验室设备,包括恒温槽、振荡器、天平等。
4.2 实验试剂本实验使用了甲基橙作为模型溶质。
溶剂为水。
5. 实验步骤5.1 准备工作1) 将恒温槽加热至设定温度;2) 准备不同浓度的甲基橙溶液;3) 称取一定质量的固体样品。
5.2 吸附等温线测定1) 将恒温槽中的溶液加入振荡器中;2) 将固体样品加入振荡器中,并开始振荡;3) 在一定时间间隔内取出一部分溶液样品,并通过分光光度计测定其浓度;4) 计算吸附量,并绘制吸附等温线。
5.3 吸附热力学测定1) 在不同温度下重复5.2步骤;2) 根据吸附等温线计算吸附量,并绘制不同温度下的吸附等温线;3) 根据热力学公式计算吸附热、吸附熵。
5.4 吸附动力学测定1) 在设定温度下,重复5.2步骤,但取样时间间隔缩短;2) 计算不同时间点的吸附量,并绘制吸附动力学曲线。
6. 实验结果与讨论6.1 吸附等温线结果与分析根据实验数据,得到了甲基橙在不同溶液浓度下的吸附等温线。
实验19固体在溶液中的吸附
物理化学实验备课材料 实验19 固体在溶液中的吸附当固体和溶液接触时,其表面总是被溶质和溶剂分子所占满,即溶液中的固相吸附是溶质和溶剂分子争夺表面的净结果。
溶质在固体表面或自然胶体表面上相对聚集的现象称为吸附。
另一方面,溶质在自然胶体或固体表面上浓度升高、在液相中浓度下降的现象也被称为吸附。
考虑到这种吸附是一种表观现象,所以又称为吸着或吸持。
吸持(或吸着)包括吸附、表面沉淀和聚合等。
吸附溶质的胶体或固体称为“吸附剂”,被吸附的溶质称为“吸附质”。
吸附的分类有多种。
归纳起来主要包括:(1)物理吸附(固体通过范德华引力的作用吸附周围分子)和化学吸附(固体通过化学键力的作用吸附周围分子);(2) 选择吸附(固体从溶液中选择吸附某种离子)、分子吸附(固体在溶液中等当量地吸附正离子和负离子)和交换吸附(固体从溶液中吸附了一种离子,同时又放出一种离子);(3)专性吸附(吸附剂和吸附质的结合力较强)和非专性吸附(吸附剂和吸附质的结合力较弱);(4)表面吸附(又称物理吸附)、离子交换吸附(固体对各种离子的吸附)和专属吸附(吸附过程中既有化学键的作用,也有加强的憎水键和范德华力作用)。
在各种分类中,物理吸附和化学吸附因充分考虑了吸附分子与表面固体分子或原子间的相互作用力性质而相对有助于揭示吸附机制。
固相表面的吸附过程和特征可用非线性吸附等温式来描述 ,其中常用的有Langmuir 和Freundlic 吸附等温式。
固体在溶液中的吸附是最常见的吸附现象之一,许多吸附剂、催化剂载体及粉状填料如硅胶、活性氧化铝、硅藻土以及各种吸附树脂等都是多孔性物质,具有高度发达的比表面,根据其组成和结构的差异,各有不同的吸附特性。
活性炭(activated carbon)是一种主要的吸附剂,用途广泛,气相吸附中可用于吸附各类有机蒸气、油品蒸气及许多有害气体,也可用于对溶液中某种物质的吸附。
活性炭在水溶液中对不同吸附质有着不同的吸附能力,根据这种吸附作用的选择性,在工业上有着广泛的应用,如各种水溶液的脱色、除臭,水的净化,食品、药物的精制提纯以及废水处理等。
固体在溶液中的吸附
五、注意事项
温度及气压不同,得出的吸附常数不同 使用的仪器干燥无水;注意密闭,防止与空气接触影 响活性炭对醋酸的吸附 称量活性炭要迅速,以免活性炭吸潮 滴定时注意观察终点的到达 在浓的HAc溶液中,应该在操作过程中防止HAc的挥发, 以免引起结果较大的误差。 本实验溶液配制用不含C02的蒸馏水进行。
以c/ Г对c作图,得一直线,由这一直线的斜率可求得Г∞,再结 合截距可求得常数k。这个k实际上带有吸附和脱附平衡的平衡常
数性质,而不同于弗罗因德利希方程式中的k。
根据Г∞的数值,按照兰格缪尔单分子层吸附的模型,并假定吸附质 分子在吸附剂表面上是直立的,则吸附剂的比表面S0可按下式计算得到:
3 s0 N0 a 6.02 24.310 2
Г=
v ( c c0 ) x m m
式中:x---吸附溶质量,mol;m---吸附剂量,g; 这样得出的吸附量通常称为表观式相对吸附量,其数值 低于溶质的实际吸附量
稀溶液中固体的吸附可用到弗罗因德利(Freundlich)和兰格缪 尔(Langmuir) 公式。 1、弗罗因德利希(Freundlich )从吸附量和平衡浓度的关系曲线, 1 1 lg lg c lg k n 得出经验方程: kc n 以lgГ对lgc作图可得一直线,从直线的斜率和截距可求得n和k。 此方程纯系经验方程式,只适用于浓度不太大和不太小的溶液。 2、兰格缪尔(Langmuir)根据大量实验事实,提出固体对气体的单 c 1 1 ck c 分子层吸附理论 : k 1 ck
四、实验步骤
(1)、准备6个干的编好号的125 mL锥形瓶(带塞)。按记录表 格中所规定的浓度配制50 mL醋酸溶液,注意随时盖好瓶塞,以防 醋酸挥发。 (2)、将120度下烘干的活性炭(本实验不宜用骨炭)装在称量 瓶中,瓶里放上小勺,用差减法称取活性炭各约1g(准确到0。 001g)放于锥形瓶中。塞好瓶塞,在振荡器上振荡半小时,或在不 时用手摇动下放置1小时。 (3)、使用颗粒活性炭时,可直接从锥形瓶里取样分析。如果是 粉状性活性炭,则应过滤,弃去最初10ml滤液。按记录表规定的 体积取样,用0.1M标准碱溶液滴定。 (4)、活性炭吸附醋酸是可逆吸附。使用过的活性炭可用蒸馏水 浸泡数次,烘干后回收利用。
固液界面吸附实验报告
固液界面吸附实验报告物理化学实验报告姓名: 学号:活性炭在醋酸水溶液中对醋酸的吸附一、实验目的1、了解固体吸附剂在溶液重点吸附特点。
2、通过测定活性炭在醋酸溶液中的吸附,验证弗劳因特立希(Freundlich)吸附等温式。
3、作出在水溶液中用活性炭吸附醋酸的吸附等温式,求等温式中的经验常数。
二、实验原理固液界面吸附分为分子吸附和离子吸附。
分子吸附就是非电解质及弱电解质中的吸附;而离子吸附是指强电介质溶液中的吸附。
通常,把被吸附的物质称为吸附质,把具有吸附作用的物质称为吸附剂。
充当吸附剂的物质一般都是多孔性的,也就是具有较大的比表面吉布斯函数。
本实验采用活性炭作为吸附剂,在一定温度下,根据弗劳因特立希(Freundlich)吸附等温式,研究活性炭在中等醋酸溶液中的吸附情况:1xn,ke mx衡时,吸附质被吸附的物质的量(mol);为式中m为吸附剂的质量(g);为吸附平xm-1-1平衡吸附量(mol?g);c为吸附平衡时吸附质在溶液中的浓度(mol?L);k和n是与吸附质、吸附剂及温度有关的常数。
对上式两边取对数:x1lg,lgc,lgk mnxlg以对作图,得到一条直线,根据直线斜率和截距,就可以求出n和k。
lgcm【实验试剂和仪器】三、实验仪器试剂:振荡器1台;磨口具塞锥形瓶6个;锥形瓶6个;长颈漏斗6个;电子天平1台(0.01)移液管1支(25mL);移液管2支(10mL);移液管1支(5mL);酸式滴定管1支;碱式滴定管1支;-1HAc溶-1NaOH粉末活性炭;0.4 mol?L液;0.1000 mol?L标准溶液;定性滤纸若干; 四、实验步骤1 取6个干洁的具塞锥形瓶并编号,用电子天平准确称量2. 0g活性炭分别倒入锥形瓶。
-1HAc和然后按表1-1分别用酸式滴定管和碱式滴定管加入0.4mol?L蒸馏水,并立即用塞子盖上,置于25?恒温振荡器中振荡1小时。
2 滤去活性炭,用锥形瓶接收滤液。
固体在溶液中的吸附实验报告
固体在溶液中的吸附实验报告固体在溶液中的吸附实验是一种常见的实验方法,用于研究固体与溶液中溶质之间的吸附关系。
本实验通过将不同种类的固体置于不同浓度的溶液中,观察固体表面对溶质的吸附情况,以揭示固体与溶液之间的相互作用机制。
实验首先选择了几种常见的固体样品,包括活性炭、沥青、硅胶等,分别将它们置于不同浓度的甲醇溶液中进行实验。
实验过程中,首先测量了溶液的初始浓度、固体的初始质量,然后将固体样品投入溶液中,经过一定时间的搅拌和反应,再次测量固体质量和溶液浓度,计算出固体表面对溶质的吸附量。
实验结果显示,不同种类的固体在不同浓度的溶液中表现出不同的吸附能力。
活性炭在高浓度的甲醇溶液中表现出较高的吸附量,而沥青在低浓度的溶液中表现出较高的吸附量。
硅胶则在中等浓度的溶液中表现出较高的吸附量。
这表明固体与溶液之间的吸附关系受到多种因素的影响,包括固体材料性质、溶液浓度、溶质特性等。
通过对实验结果的分析,我们进一步探讨了固体与溶液之间的吸附机制。
在高浓度溶液中,溶质分子与固体表面的吸附作用受到多种因素的共同影响,包括静电作用、疏水作用、分子尺寸等。
这些因素相互作用,决定了固体与溶质之间的吸附程度。
而在低浓度溶液中,溶质分子的浓度较低,固体表面可容纳更多的溶质分子,从而表现出较高的吸附量。
此外,我们还通过实验探讨了固体表面积对吸附量的影响。
实验中使用了不同形状和大小的固体样品,观察了它们对溶质的吸附情况。
实验结果显示,固体表面积对吸附量有着显著影响。
表面积较大的固体样品表现出较高的吸附量,表明固体表面积是影响固体与溶质之间吸附关系的重要因素之一。
最后,我们还讨论了实验中可能存在的误差和改进方法。
实验中可能存在的误差主要包括称量误差、溶液浓度误差、实验操作误差等。
为减小误差,我们可以采用精密的称量仪器、标定溶液浓度、规范实验操作流程等方法。
通过不断改进实验方法,我们可以更准确地研究固体在溶液中的吸附机制,为相关领域的研究提供重要参考。
固体从溶液中吸附实验报告
固体从溶液中吸附实验报告固体从溶液中吸附实验报告引言:吸附是一种物质分子在接触过程中,由于相互作用力的存在而发生的现象。
固体从溶液中吸附是一种重要的物理化学现象,它在许多领域中都有广泛的应用,如环境污染治理、水处理、催化剂制备等。
本实验旨在通过观察固体吸附剂对某种溶液中溶质的吸附过程,探究吸附实验中的关键参数和规律。
实验步骤:1. 准备工作:准备所需的实验器材和试剂,包括吸附剂、溶液、容器等。
2. 实验装置:将吸附剂加入实验容器中,加入一定量的溶液。
3. 实验条件:控制实验条件,如温度、pH值、搅拌速度等。
4. 吸附过程观察:观察溶液中溶质浓度的变化,记录吸附过程中的时间和浓度数据。
5. 数据处理:根据实验数据,绘制吸附等温线图,并进行数据分析和解释。
实验结果:实验结果显示,随着时间的增加,溶液中溶质浓度逐渐降低,表明吸附剂对溶质的吸附能力较强。
吸附过程中,溶质分子与吸附剂表面发生相互作用,形成吸附层,使溶液中的溶质浓度减少。
实验讨论:1. 吸附剂选择:吸附剂的选择对吸附实验结果有重要影响。
不同的吸附剂对不同溶质的吸附能力不同,因此在实际应用中需要选择适合的吸附剂。
2. 实验条件控制:实验条件的控制对吸附实验结果也有影响。
例如,温度的变化会影响吸附剂表面的化学反应活性,从而影响吸附过程的速率和效果。
3. 吸附等温线:吸附等温线是描述吸附剂吸附能力的重要参数。
通过绘制吸附等温线图,可以了解吸附剂对溶质的吸附行为,进而优化吸附实验条件和吸附剂的选择。
实验结论:通过本实验,我们观察到固体从溶液中吸附的现象,并了解了吸附实验的关键参数和规律。
吸附实验在环境治理、水处理等领域中有着重要的应用价值。
通过进一步的研究和实验,我们可以深入了解吸附过程的机理,提高吸附剂的吸附效率和选择合适的吸附剂,为解决环境问题和提高工业生产效率提供有力支持。
结语:通过本次实验,我们对固体从溶液中吸附的现象有了更深入的了解。
吸附实验是物理化学研究中的重要手段,通过观察吸附过程中的参数和规律,可以为实际应用提供科学依据。
固体在溶液中的吸附实验报告
固体在溶液中的吸附实验报告
实验目的:研究固体在溶液中的吸附现象。
实验原理:固体在溶液中的吸附是指固体表面对溶液中的溶质发
生吸附作用。
吸附过程涉及到物质的表面化学性质和溶液中的溶质分
子结构,吸附剂的表面可以通过物理吸附和化学吸附两种方式发生吸
附作用。
实验步骤:
1. 准备实验装置:取一定量的固体样品并将其放置在一个玻璃容器中。
2. 准备溶液:根据实验需要,配制出一定浓度的溶液。
3. 将溶液倒入玻璃容器中,与固体样品接触。
4. 让溶液和固体样品充分接触,并保持一定的反应时间。
5. 根据实验要求,可以调节温度、PH值等条件,观察吸附效果的变化。
6. 取出固体样品,用适当的方法对其进行分析和测量,以获得吸附量
的数据。
7. 根据实验结果,分析固体在溶液中的吸附现象,并总结影响吸附效
果的因素。
实验结果:根据实验数据,可以得到固体在溶液中的吸附量,并
可以通过吸附等温线等图像来描述吸附效果。
实验结论:根据实验结果,可以得出固体在溶液中的吸附效果受
到多种因素的影响,包括溶液浓度、温度、PH等条件。
吸附等温线的
形状可以提供一定的信息,如吸附类型(物理吸附或化学吸附)和吸
附强度等。
实验总结:固体在溶液中的吸附现象是一个复杂的过程,需要考
虑多个因素的影响。
通过实验可以了解吸附行为,并为实际应用中的
吸附分离、废水处理等提供参考。
在实验过程中,需要注意实验条件
的准确控制和数据的准确测量,以保证实验结果的可靠性。
溶液吸附法的原理
溶液吸附法的原理
溶液吸附法是一种分离或净化溶液中目标化合物的方法,其原理基于目标分子在吸附介质上的选择性吸附能力。
溶液吸附法通常使用固体吸附介质,如活性炭、树脂或硅胶等。
这些吸附介质具有表面上的吸附位点,能够吸附目标化合物。
吸附介质通常是非极性或微极性的,而目标化合物通常是极性的。
这种极性差异导致目标化合物在吸附介质上发生吸附现象。
吸附的选择性来源于目标化合物与吸附位点之间的相互作用,如范德华力、氢键、离子交互作用等。
吸附过程一般遵循兰格缪尔等温吸附定律,即目标化合物在单位时间内吸附到吸附介质上的量与目标化合物在溶液中的浓度成正比。
因此,通过控制反应条件(如温度、pH、浓度等),可以实现目标化合物的有效吸附。
吸附过程完成后,可以通过改变吸附介质的条件,如改变温度、pH值或溶液浓度等,来实现目标化合物的脱附,从而得到纯
净的目标化合物。
溶液吸附法广泛应用于制药、化工、环保等领域,用于分离和纯化目标化合物。
固体在溶液中的吸附实验报告甲基紫
固体在溶液中的吸附实验报告甲基紫固体在溶液中的吸附实验报告——甲基紫引言:吸附是化学与物理学中一种重要的现象,指的是固体表面吸附物质的过程。
吸附实验是研究吸附现象的常用方法之一。
本次实验旨在研究固体甲基紫在溶液中的吸附行为,探究吸附剂用量、吸附时间以及溶液浓度对吸附效果的影响。
一、实验原理甲基紫是一种有机染料,常用于研究吸附现象。
固体在溶液中的吸附是在固体表面形成一层吸附物质的现象。
吸附行为受到吸附剂用量、吸附时间、溶液浓度等因素的影响。
二、实验材料与方法1. 实验材料:- 固体吸附剂:甲基紫- 实验溶液:一定浓度的甲基紫溶液2. 实验方法:- 准备一定浓度的甲基紫溶液。
- 取一定质量的固体吸附剂甲基紫,加入一定体积的甲基紫溶液中。
- 静置一定时间后,离心分离固体与溶液。
- 用紫外可见光分光光度计测定溶液中甲基紫的浓度。
三、实验结果与分析在本次实验中,我们分别研究了吸附剂用量、吸附时间以及溶液浓度对甲基紫吸附效果的影响。
1. 吸附剂用量对吸附效果的影响:在实验中,我们固定吸附时间和溶液浓度,分别取不同质量的甲基紫吸附剂,进行吸附实验。
结果显示,随着吸附剂用量的增加,溶液中甲基紫的浓度逐渐下降。
这说明吸附剂用量的增加可以提高吸附效果,因为更多的吸附剂能够吸附更多的溶质分子。
2. 吸附时间对吸附效果的影响:在实验中,我们固定吸附剂用量和溶液浓度,分别将甲基紫溶液与吸附剂静置不同时间后进行离心分离。
结果显示,随着吸附时间的延长,溶液中甲基紫的浓度逐渐减少。
这表明吸附时间的延长可以增加吸附效果,因为吸附需要一定的时间才能完成。
3. 溶液浓度对吸附效果的影响:在实验中,我们固定吸附剂用量和吸附时间,分别使用不同浓度的甲基紫溶液进行吸附实验。
结果显示,随着溶液浓度的增加,溶液中甲基紫的浓度逐渐降低。
这说明溶液浓度的增加会降低吸附效果,因为更高浓度的溶液中溶质分子较多,与吸附剂竞争吸附位点。
四、结论通过本次实验,我们可以得出以下结论:1. 吸附剂用量的增加可以提高吸附效果。
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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作用,并由此计算活性炭的比表面;
(2)验证弗罗因德利希(Freundlich )经验公式和兰格缪尔(Langmuir)吸附公式;
(3)了解固-液界面的分子吸附。
二、实验原理
对于比表面很大的多孔性或高度分散的吸附剂,象活性炭和硅胶等,在溶液中有较强的吸附能力。
由于吸附剂表面结构的不同,对不同的吸附质有着不同的相互作用,因而吸附剂能够从混合溶液中有选择地把某一种溶质吸附。
根据这种吸附能力的选择性,在工业上有着广泛的应用,如糖的脱色提纯等
吸附能力的大小常用吸附量Г表示之。
Г通常指每克吸附剂吸附溶质的物质的量,在恒定温度下,吸附量与溶液中吸附质的平衡浓度有关,弗罗因德利希(Freundlich )从吸附量和平衡浓度的关系曲线,得出经验方程:
n kc m x 1
==Γ (1) 式中:x 为吸附溶质的物质的量,单位为mol ;m 为吸附剂的质量,单位为g ;c 为平衡浓度,单位为mol·L -1;k ,n 为经验常数,由温度、溶剂、吸附质及吸附剂的性质决定(n 一般在0.1-0.5之间)。
将(1)式取对数:
lg Г = lg m x =n
1lg c +lg k (2) 以lg Г对lg c 作图可得一直线,从直线的斜率和截距可求得n 和k 。
(1)式纯系经验方程式,只适用于浓度不太大和不太小的溶液。
从表面上看,k 为c =1时的Г,但这时(1)式可能已不适用。
一般吸附剂和吸附质改变时,n 改变不大,而k 值则变化很大。
兰格缪尔(Langmuir)根据大量实验事实,提出固体对气体的单分子层吸附理论,认为固体表面的吸附作用是单分子层吸附,即吸附剂一旦被吸附质占据之后,就不能再吸附。
固体表面是均匀的,各处的吸附能力相同,吸附热不随覆盖程度而变,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,并由此导出下列吸附等温式,在平衡浓度为c 时的吸附量Г可用下式表示:
ck
ck +Γ=Γ∞1 (3) Г∞为饱和吸附量,即表面被吸附质铺满单分子层时的吸附量。
k 是常数,也称吸附系数。
将(3)式重新整理可得:
Γc =k 1∞Γ+∞
Γ1 c (4) 以Γc 对c 作图,得一直线,由这一直线的斜率可求得Г∞,再结合截距可求得常数k 。
这个k 实际上带有吸附和脱附平衡的平衡常数的性质,而不同于弗罗因德利希方程式中的k 。
根据Г∞的数值,按照兰格缪尔单分子层吸附的模型,并假定吸附质分子在吸附剂表面上是直立的,每个醋酸分子所占的面积以0.243nm 2计算(此数据是根据水-空气界面上对于直链正脂肪酸测定的结果而得)。
则吸附剂的比表面S 0可按下式计算得到:
18
230010243.01002.6⨯⨯⨯Γ=⨯⨯Γ=∞∞∞a N S (5) 式中S 0为比表面,即每克吸附剂具有的总表面积(m 2/g);N 0为阿佛加德罗常数(6.02×1023分子/摩尔);α∞为每个吸附分子的横截面积;1018是因为1m 2=1018nm 2所引入的换算因子。
根据上述所得的比表面积,往往要比实际数值小一些。
原因有二:一是忽略了界面上被溶剂占据的部分;二是吸附剂表面上有小孔,醋酸不能钻进去,故这一方法所得的比表面一般偏小。
不过这一方法测定时手续简便,又不要特殊仪器,故是了解固体吸附剂性能的一种简便方法。
三、实验仪器与试剂
1、仪器
HY-4型调速多用振荡器(江苏金坛)1台,带塞锥形瓶(125mL)7只,移液管(25mL 、5mL 、10 mL)各1支,洗耳球1支,碱式滴定管1支,温度计1支,电子天平1台,称量瓶1个。
2、实验试剂
NaOH 标准溶液(0.0910mol·L -1),醋酸标准溶液(0.3958 mol·L -1),活性炭,酚酞指示剂。
四、实验步骤
(1)准备6个干的编好号的125 mL 锥形瓶(带塞)。
按记录表格中所规定的浓度配制50 mL 醋酸溶液,注意随时盖好瓶塞,以防醋酸挥发。
(2)将120℃下烘干的活性炭(本实验不宜用骨炭)装在称量瓶中,瓶里放上小勺,用差减法称取活性炭各约1g(准确到0.001g)放于锥形瓶中。
塞好瓶塞,在振荡器上振荡半小时,或在不时用手摇动下放置1小时。
(3)使用颗粒活性炭时,可直接从锥形瓶里取样分析。
如果是粉状性活性炭,则应过滤,弃去最初10mL 滤液。
按记录表规定的体积取样,用标准碱溶液滴定。
(4)活性炭吸附醋酸是可逆吸附。
使用过的活性炭可用蒸馏水浸泡数次,烘干后回收利用。
五、注意事项
(1)温度及气压不同,得出的吸附常数不同
(2)使用的仪器干燥无水;注意密闭,防止与空气接触影响活性炭对醋酸的吸附。
(3)滴定时注意观察终点的到达。
(4)在浓的HAc 溶液中,应该在操作过程中防止HAc 的挥发,以免引起较大的误差。
(5)本实验溶液配制用不含CO 2的蒸馏水进行。
六、实验记录与处理
(1)将实验数据记录到表84-1。
(2)由平衡浓度c 及初始浓度c 0,按公式:()m c c 0V -=Γ计算吸附量,式中V 为溶液总体积,单位为L ;m 为活性炭的质量,单位为g 。
(3)作吸附量Г对平衡浓度c 的等温线。
(4)以lg Г对lg c 作图,从所得直线的斜率和截距可求得(1)式中的常数n 和k 。
(5)计算Γc ,作Γc - c 图,由图求得Г∞,将Г∞值用虚线作一水平线在Г- c 图上。
这一虚线即是吸附量Г的渐近线。
(6)由Г∞根据(5)式计算活性炭的比表面。