固体从溶液中的吸附实验分析报告.docx
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固体从溶液中的吸附实验分析报告
固体从溶液中的吸附实验报告
日期:
固体从溶液中的吸附实验报告
课程名称物化实验实验日期2012年11月29日实验地点3栋指导老师
一、实验目的:
1•熟悉溶液吸附法测定固体比表面的原理和实验方法。
2?
测定活性炭的比表面。
二、实验原理:
吸附能力的大小常用吸附量r表示之。
『通常指每克吸附剂上吸附溶质的物质的量。
吸附量r的大小与吸附平衡时溶质的浓度C有关，常用的关联式有两个:
（1）Freundlich经验公式:
0]JCc
式中，x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,n表示经验常数，由温度、溶剂、吸附
质与吸附剂的性质决定。
以Igr对Igc作图可得一直线，由直线的斜率和截距可求得n和k。
（2）Langmuir吸附方程:
Kc
5g
1
—C
rr^K厂2
式中表示饱和吸附量；C表示吸附平衡时溶液的浓度；K为常数.
用C/r对C作图得一直线，由此直线的斜率和截距可求得r「并进一步计算出吸附剂的比表面积S0
S0（m2/g）=x602x1024.3
10
三、实验准备:
1•仪器：
电动振荡器、分析天平、碱式滴定管、带塞锥形瓶（5个）、
2:
药品：
活性炭；HAC（0.4molml-3）；NaOH（O.lmolml-3）;酚酞
指示剂。
四、实验步骤:
1.
用滴定管分别按下
瓶号
1
2
3
4
5
V醋酸溶液/ml
50.00
30.00
15.00
10.00
5.00
V蒸馏水/ml
50.00
70.00
85.00
90.00
95.00
取样量/ml
10.00
20.00
20.00
40.00
40.00
＞用磨口瓶塞塞好
4.
用移液管-一标定器准
五、注意事项
1.溶液的浓度配制要准确，活性炭颗粒要均匀并干燥
2.醋酸是一种有机弱酸，其离解常数Ka=1.76X10-5，可用标
准碱溶液直接滴定，化学计量点时反应产物是NaAc，是一种强碱弱
酸盐，其溶液pH在8.7左右，酚酞的颜色变化范围是8-10，滴定终点时溶液的pH正处于其内，因此采用酚酞做指示剂，而不用甲基橙和甲基红。
直到加入半滴NaOH标准溶液使试液呈现微红色，并保持半分钟内不褪色即为终点。
3.变红的溶液在空气中放置后，因吸收了空气中的CO2，又变
为无色。
4.以标定的NaOH标准溶液在保存时若吸收了空气中的CO2，
以它测定醋酸的浓度，用酚酞做为指示剂，则测定结果会偏高。
为使测定结果准确，应尽量避免长时间将NaOH溶液放置于空气中。
六、数据处理
1、已知CNaOH=0.1040mol/L
标准滴定醋酸：
VHa=10.00ml
CNaoHVNaoH
C0VHAC
消耗NaoH勺平均体积37.10ml
C0=0.3858mol/L
瓶
号
醋酸溶液
浓度Co
（mol/l）
醋酸溶液体积
/ml
活性炭
质量/g
消耗氢氧化钠体积
/ml
平衡浓度C
（mol/l）
吸附量
T（mol/g）
lgc
lgT
C/T
1
0.19290
10
1.00420
15.84
0.16470
0.022
-0.78
3
-1.65
7
7.480
2
0.11574
20
1.00328
18.94
0.09848
0.029
-1.00
7
-1.54
3
3.439
3
0.05787
20
1.00300
8.86
0.04607
0.034
-1.33
7
-1.47
0
1.360
4
0.03858
40
1.00600
11.32
0.02943
0.035
-1.53
1
-1.45
1
0.831
5
0.01929
40
1.00240
5.24
0.01362
0.037
-1.86
6
-1.43
0
0.367
2、利用CCNaoH*VNaoH
V样品
4、作Igr=—*lgc+lgkj
V=—0.2007x
0.000
-丄*
100
-丄*
150
-丄*
500
=1.
550
、T
600
♦=1*
650
=1*
1,7721
700
求得：
J=-4.983k=0.0169
6、
求得:
S。
二
=3112.966（m2/g）
七、误差分析
对实验结果造成影响的原因可能如下:
1、
活性炭表面上吸附有水分子，而计算时忽略了被水分子占
据的表面积。
4、
活性炭在称量过程中，由于暴露于空气中，会吸附空气中
的气体。
八、思考题
1.吸附作用与哪些因素有关？
固体吸附剂吸附气体与从溶液中吸附
溶质有何不同?
答：
吸附作用与温度、压力、溶剂、吸附质和吸附剂性质有关。
固体在溶液中的吸附，除了吸附溶质还有溶剂，液固吸附到达平衡时间更长；固体吸附剂吸附气体受温度、压力及吸附剂和吸附质性质影响：
气体吸附是放热过程，温度升高吸附量减少；压力增大，吸附量和吸附速率增大；一般吸附质分子结构越复杂，被吸附能力越高。
2.弗罗因德利希吸附等温式与朗缪尔吸附等温式有何区别?
答：
朗缪尔吸附等温式是一个理想的吸附公式，它代表了在均匀
表面上，吸附分子彼此没有作用，而且吸附是单分子层情况下吸附达平
衡时的规律性，有饱和吸附量值；弗罗因德利希吸附等温式属于真实
吸附，是经验公式，但也有理论说明，0范围比Langmuir等温式要大一些，没有饱和吸附量值。
3.如何加快吸附平衡的到达？
如何判断是否达到吸附平衡?
答：
提高振荡速度；滴定两次不同时间的醋酸浓度时，两次消耗
NaOH体积相同，即可判断吸附已达到平衡。
九、实验小结
1.测定固体比表面时所用溶液中溶质的浓度要选择适当，即初始溶
液的浓度以及吸附平衡后的浓度都选择在合适的范围内。
既要防止初始浓度过高导致出现多分子层吸附，又要避免平衡后的浓度过低使吸附达不到饱和。
2.按朗格谬尔吸附等温线的要求，溶液吸附必须在等温条件下进行,
使盛有样品的磨口锥形瓶置于恒温器中振荡，使之达到平衡。
本实验是在空气浴中将盛有样品的磨口锥形瓶置于振荡器上振荡。
实验过程中温度会有变化，这样会影响测定结果。
3.由实验结果可知，活性炭在醋酸溶液中的吸附为单分子层吸附,可用Langmuir吸附等温式表征其吸附特性。
用溶液吸附法测定活性炭比表面积，不需要特殊仪器，但测定过程中要防止溶剂挥发，以免引起测量误差。
此外，由于忽略界面上被溶剂占据部分，因此由这一
方法所测得的比表面积一般偏小。
但由于方法简便，可以作为了解固体吸附剂特性的一种简便方法。
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