实验六土壤对铜的吸附

实验六

土壤对铜的吸附一．实验目的

1. 掌握制作土壤对铜的吸附等温线,并求得Freundlich 方程中的K 、n 值。

2. 了解pH 对土壤对铜吸附作用的有关因素。

二．实验原理

铜是植物生长所必不可少的微量营养元素，但含量过多也会使植物中毒。因此，研究土壤对铜的吸附特性，有助于了解铜进入土壤后的变化规律，

从而为合理施用铜肥及处理土壤的铜污染提供理论依据。不同土壤对铜的吸附能力不同，同一种土壤在不同条件下对铜的吸附能力也有很大差别。而对吸附影响比较大的是

pH.。为此，本实验通过向土壤中调节待吸附铜溶液的pH ，分别测定不同

pH 条件对土壤吸附铜的影响。土壤对铜的吸附可采用Freundlich 吸附等温式来描述。即：

X ＝K*C 1/n (1)

式中：X ——土壤对铜的吸附量，mg/g ；

C ——吸附达平衡时溶液中铜的浓度，

mg/L ；K ，n ——经验常数，其数值与离子种类、吸附剂性质及温度等有关。

将Freundlich 吸附等温式两边取对数，可得：

1g X = lgK +

n 1lgC (2)以1gX 对1gC 作图可求得常数K 和n ，将K 、n 代人Freundlich 吸附等温式，便可确定该条件下的Freundlich 吸附等温式方程，由此可确定吸附量（X ）和平衡浓度(C)之间的函数关系。三．

仪器和试剂

1. 仪器

(1) 原子吸收分光光度计。(2) 恒温振荡器。(3) 离心机。(4) 酸度计。(5) 复合电极。

(6) 容量瓶：50 mL ，250 mL ，500 mL 。

(7) 聚乙烯塑料瓶：

50 mL 。2. 试剂

(1) 二氯化钙溶液(0.01 mol/L)：称取 1.5 g CaC12 · 2H 2O 溶于1L 水中。

(2) 铜标准溶液（1000 mg/L ）：将0.5000 g 金属铜（99.9%）溶解于30 mL

l:1HNO 3中，用水定容至500 mL 。

(3) 50 mg/L 铜标准溶液：吸取

25 mL 1000 mg/L 铜标准溶液于500 mL 容量瓶中，加水定至刻度。

(4) 硫酸溶液：0.5 mol/L 。

(5) 氢氧化钠溶液：

1 mol/L 。(6) 铜标准系列溶液（

pH=2.5）：分别吸取0、2.50、5.00、10.00、15.00、20.00、25.00、30.00 mL 的铜标准溶液于250 mL 烧杯中，加0.01 mol/L CaCl 2溶液，稀释至240 mL ，先用

0.5 mol/L H 2SO 4调节pH ＝2，再以 1 mol/L NaOH 溶液调节pH ＝2.5，将此溶液移入

250 mL

容量瓶中，用0.01 mol/L CaCl2溶液定容。该标准系列溶液浓度为10，20，40、60、80、100、120 mg/L。

按同样方法，配制pH= 5.5的铜标准系列溶液。

(7)土壤样品：将新采集的土壤样品经过风干、磨碎，过0.15 mm (100目）筛后装瓶备用。

四．实验步骤

1. 铜的标准曲线的绘制

吸取50 mg/L的铜标准溶液0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL分别置于50 mL容量瓶中，加2滴0.5 mol/L的H2SO4，用水定容，其浓度分别为0、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mg/L。然后在原子吸收分光光度计上测定吸光度。根据吸光

度与浓度的关系绘制标准曲线。

原子吸收测定条件：波长：324. 7 nm；灯电流 2 mA；光谱通带（埃）：0.25；增益粗调：2；燃气：乙炔；助燃气：空气；火焰类型：氧化型。

2. 土壤对铜的吸附

称取14份1.200克土壤样品分别置于50 mL聚乙烯塑料瓶中,依次加入25 mL pH为2.5和5.5,浓度为10.0，20.0，40.0，60.0，80.0，100.0，120.0 mg/L铜标准系列溶液，盖上瓶塞

后置于恒温振荡器上。在25℃下振荡5小时。取10mL土壤浑浊液于离心管中，离心 5 min （3000r/min），吸取上层清液 5.00 mL于50 mL容量瓶中，加2滴0.5 mol/L的H2SO4溶液，用水定容后，用原子吸收分光光度计测定吸光度。剩余土壤浑浊液用酸度计测定pH。

五．数据处理

1. 土壤对铜的吸附量可通过下式计算：

X=（C0-C）*V/1000W

式中：X——土壤对铜的吸附量，mg/g；

C0——溶液中铜的起始浓度，mg /L；

C——溶液中铜的平衡浓度，mg/L；

V——土壤溶液的体积，mL；

W——烘干土样重量，g。

由此方程可计算出不同平衡浓度下土壤对铜的吸附量。

2. 建立土壤对铜的吸附等温线

以吸附量(X)对平衡浓度(C)作图即可制得25℃时不同pH条件下土壤对铜的吸附等温线。

3. 建立Freundlich方程

以1gX对1gC作图，根据所得直线的斜率和截距可求得两个常数K和n，由此可确定25℃时不同pH条件下土壤样品对铜吸附的Freundlich方程。

六．讨论

1.溶液的pH值对铜的吸附量有何影响？为什么？

2. 实验过程中应注意哪些关键问题？