固液吸附法测定比表面实验报告

物理化学实验报告

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固液吸附法（醋酸在活性炭上的吸附）测定比表面

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

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

1KC

∞

Γ=Γ+ (1) 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(1)式整理可得如下形式：

C 11

C K ∞∞=+ΓΓΓ

(2) 作C /Г—C 图，得一直线，由此直线的斜率和截距可求常数K 。 如果用醋酸作吸附质测定活性炭的比表面则可按下式计算：

23200S 6.02310 2.4310-∞=Γ⨯⨯⨯⨯ (3)

式中，S 0为比表面(m 2·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(m 2)。 四、仪器与药品

1.仪器

带塞三角瓶(250mL)5个；三角瓶(150mL)5个；滴定管1只；漏斗；移液管；电动振荡器1台。

2.药品

活性炭；HAc 溶液(0.4mol·dm -3)；标准NaOH 溶液(0.1mol·dm -3)；酚酞指示剂。

五、实验步骤

1.准备5个洗净干燥的带塞三角瓶，分别称取约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1

5.00mL ，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。 六、数据处理

重新标定醋酸浓度：()NaOH 0.098/c mol L =①用掉()121.98NaOH V ml =，解出

10.431/c mol L =②用掉()221.54NaOH V ml =，解出20.422/c mol L =。取平均值

()0.4265/HAC c mol L =

4号瓶 12.81 12.85 12.830 0.0419 5号瓶 6.12

6.25

6.185

0.0202

1.将实验数据列表。 瓶号 活性炭重

m(kg)/-310⨯ 起始浓度C (mol·dm -3) 平衡浓度C (mol·dm -3) 吸附量

Г(mol·kg -1) C/Г-1

(kg·dm -3) 1 0.998 0.2133 0.2078 0.5511 0.3771 2 0.996 0.1272 0.1228 0.4468 0.2748 3 1.018 0.0853 0.0819 0.3340 0.2452 4 1.019 0.0439 0.0419 0.1992 0.2103 5

1.006

0.0213

0.0202

0.1093

0.1848

2.计算各瓶中醋酸的起始浓度C 0，平衡浓度C 及吸附量Г(mol·kg-1)。

()

0C C V m

-Γ=

式中，V 为溶液的总体积(dm 3)；m 为加入溶液中吸附剂质量(kg)。 答：数据见上表。

3.以吸附量Г对平衡浓度C 作等温线。

4.作C/Г—C 图，并求出Г∞和常数K 。

所以，由图中方程式可以得到

1

=0.9998∞

Γ，=1.000∞Γ

1

0.1635K

∞=Γ, 6.1150K = 5.由Г∞计算活性炭的比表面。

由23200S 6.02310 2.4310-∞=Γ⨯⨯⨯⨯ 代入数据，得到

23204210S 1.000 6.02310 2.4310 1.46410m kg --=⨯⨯⨯⨯=⨯