土壤对铜的吸附文档格式.docx
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（5）复合电极
（6）容量瓶：
50mL，250mL，500mL
（7）聚乙烯塑料瓶：
50mL
2、试剂
（1）二氯化钙溶液（0.01mol/L）：
称取1.5gCaCl2·
2H2O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:
1HNO3中，用水定容至500
mL。
（3）
50
mg/L铜标准溶液：
吸取25
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
（6）
铜标准系列溶液（pH=2.5）：
分别吸取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
CaCl2溶液，稀释至240
mL，先用0.5
H2SO4调节pH＝2，再以1
NaOH溶液调节pH＝2.5，将此溶液移入250
mL容量瓶中，用0.01
CaCl2溶液定容。
该标准系列溶液浓度为40.00、60.00、80.00、100.00、120.00
mg/L。
按同样方法，配制pH=
5.5的铜标准系列溶液。
（7）
腐殖酸（生化试剂）。
（8）
1号土壤样品：
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。
（9）
2号土壤样品：
取1号土壤样品300g，加人腐殖酸30g，磨碎，过0.15mm（100目）筛后装瓶备用。
四、实验步骤
1.
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
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：
325.
0
nm；
灯电流1
mA；
光谱通带：
20；
增益粗调：
0；
燃气：
乙炔；
助燃气：
空气；
火焰类型：
氧化型。
2.
土壤对铜的吸附平衡时间的测定
（1）
分别称取1、2号土壤样品各6份，每份10g于50
mL聚乙烯塑料瓶中。
（2）
向每份样品中各加人50
mg/L铜标准溶液50
（3）将上述样品在室温下进行振荡，分别在振荡0、15、30、45、60、90min后，离心分离，迅速吸取上层清液10
mL于50
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。
以上内容分别用pH为3.5和5.5的100
mg/L的铜标准溶液平行操作。
根据实验数据绘制溶液中铜浓度对反应时间的关系曲线，以确定吸附平衡所需时间。
3.
土壤对铜的吸附量的测定
分别称取1、2号土壤样品各10份，每份10g，分别置于50mL聚乙烯塑料瓶中。
依次加入50
ml
pH为3.5和5.5、浓度为40.00、60.00、80.00、100.00、120.00
mg
/L
铜标准系列溶液，盖上瓶塞后置于恒温振荡器上。
振荡45min后，取15
mL土壤浑浊液于离心管中，离心10
min，吸取上层清液10
剩余土壤浑浊液用酸度计测定pH。
五、数据处理
土壤对铜的吸附量可通过下式计算：
Q
=
（ρ0---ρ）V/（1000W）=（ρ0---ρ测*5）/20
ρ0——溶液中铜的起始浓度，mg
/L；
ρ——溶液中铜的平衡浓度，mg/L；
V——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。
（1）标准曲线
组别
1
2
3
4
5
6
7
C（Cu）（mg/L）
0.5
8
16
ABS
0.0148
0.0304
0.0594
0.1184
0.2337
0.4487
作图得：
图一
（2）土壤对铜的吸附平衡时间的测定
振荡时间min
15
30
45
60
90
土壤1
起始浓度（mg/L）
50
0.1476
0.1332
0.1185
0.1112
0.1090
0.1160
平衡浓度（mg/L）
24.952
22.468
19.944
18.695
18.320
19.516
Q1（mg/g）
1.2524
1.3766
1.5028
1.5652
1.5840
1.5242
土壤2
0.0726
0.0555
0.0356
0.0323
0.0308
0.0250
12.142
9.265
5.936
5.386
5.136
4.172
Q2（mg/L）
1.8929
2.0368
2.2032
2.2307
2.2432
2.2914
图二
由以上两张图可以得出以下结论：
随着反应时间的增加，土壤中铜的浓度在下降，即土壤对铜的吸附量增加；
2号土样土壤中铜的浓度比1号土样中的下降的快，因此可以判断，加了腐殖酸的土样对铜的吸附能力比较强。
（3）土壤对铜的吸附量的测定
①pH=3.5时：
起始浓度mg/L
40
80
100
120
0.0907
0.1501
0.2678
0.4124
0.4983
C（Cu）mg/L
3.0410
5.0770
9.2361
14.601
17.941
15.205
25.385
46.181
73.005
89.705
Q1（mg/L）
1.2398
1.7308
1.6910
1.3498
1.5148
0.0221
0.0697
0.1668
0.2606
0.3545
0.7380
2.3306
5.6567
8.9766
12.416
3.690
11.653
28.284
44.883
62.020
1.8155
2.4174
2.5858
2.7558
2.8960
②pH=5.5时：
0.0279
0.0406
0.1976
0.2109
0.2945
0.9308
1.3542
6.7347
7.2038
10.204
4.654
6.771
33.674
36.019
51.020
1.7673
2.6614
2.3463
3.1990
3.4490
0.0084
0.0112
0.1009
0.1529
0.2864
0.2841
0.3767
3.3877
5.1739
9.9096
1.421
1.884
16.938
25.869
49.548
1.9290
2.9058
3.1531
3.7065
3.5226
建立土壤对铜的吸附等温线
以吸附量（Q）对浓度（ρ）作图即可制得室温下不同pH条件下土壤对铜的吸附等温线。
（1）pH=3.5时：
图三
图四
建立Freundlich方程
以1g
Q对1gρ作图，根据所得直线的斜率和截距可求得两个常数K和n，由此可确定室温时不同pH条件下不同土壤样品对铜吸附的Freundlich方程。
图五
由上图可知：
当对于1号土：
pH=3.5时：
lgQ=0.0357lnp+0.1136，则k=1.2990，n=26.667，1号土样在pH=3.5时的Freundlich吸附等温式方程为：
Q=1.2990p1/26.667，该方程式与图三相比，正确。
pH=5.5时：
lgQ=0.1866+0.1824lnp，则k=1.5367，n=5.4824，所以，1号土样在pH=5.5时的Freundlich吸附等温式方程为：
Q=1.5367p1/5.4824，该方程式与图四相比，正确。
图六
由图可知：
对于2号土：
pH=3.5时：
lgQ=0.1569lnp+0.1864，则k=1.5360，n=6.3734，2号土样在pH=3.5时的Freundlich吸附等温式方程为：
Q=1.5360p1/6.3734，该方程式与图三相比，正确。
lgQ=0.1356lnp+0.3434,则k=2.2050，n=7.3746，2号土样在pH=5.5时的Freundlich吸附等温式方程为：
Q=2.2050p1/7.3746，该方程式与图四对比，正确。
4.建立Langmuir方程
图七
由上图可知，对于1号土：
当pH=3.5时：
1/Q=1.7966·
1/p+0.6209，则：
qm=1.6106，k1=0.8965，所以1号土样在pH=3.5时的Langmuir吸附等温式为1/Q=1.4439p/（1+0.8965p）。
当pH=5.5时：
1/Q=0.9735·
1/p+0.3096，则：
qm=3.2300，k1=3.3180，所以1号土样在pH=5.5angmuir吸附等温式为，则：
1/Q=10.7171p/（1+3.3180p）
图八
由上图可知,对于2号土：
1/Q=0.7599·
1/P+0.3464，则：
qm=2.8868，k1=3.7990，所以2号土样在pH=3.5angmuir吸附等温式为：
Q=10.9670p/（1+3.7990p）。
当pH=5.5时：
1/Q=0.2724·
1/P+0.2730，则：
qm=3.6630，k1=13.4471，所以2号土样在pH=5.5angmuir吸附等温式为：
Q=49.2567p/（1+13.4471p）。
5．土壤浑浊液的pH
编号
1-7
1-11
1-12
1-16
2-7
2-11
2-12
2-16
pH
4.63
4.30
4.62
4.53
4.17
3.60
4.33
4.26
六、注意事项：
（1）、因为PE瓶为50ml，而所加溶液是50ml，所以在放液到尾部时，应小心，时刻注意液体的流出情况，以免液体被移液管下部的尖嘴部分倒吸；
（2）、振荡时，PE瓶横躺放在振荡器中，这样振荡更为均匀，但要时刻注意是否有漏液现象。
（3）、原子吸收测定之前，样品要充分摇匀。
（4）、测定原子吸收的样品不能有细小颗粒，否则易堵塞原子吸收仪。
七、思考题
土壤的组成和溶液的pH值对铜的吸附量有何影响？
为什么？
答：
1#、2#土样相比，2#土样增加了10%的腐殖酸，实验结果表明2#土样对铜的吸附量明显大于1#土样。
说明土壤有机质能增加土壤对Cu2+的吸附。
这是因为有机质对重金属元素具有络合作用。
有机质含量越高，对重金属络合作用越强，吸附的重金属也越多。
pH值的影响：
随着pH增加，铜的吸附量增加，且溶液pH均有部分下降。
其中2#土样pH下降更大。
本实验得到的土壤对铜的吸附量应为表观吸附量，它应当包括铜在土壤表面上哪些作用的结果？
答：
主要是土壤胶体表面电荷、表面空穴、表面羟基、表面有机官能团等与铜发生配位作用。
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