試驗(yàn)八十四固體在溶液中的吸附課件.ppt

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1、吉首大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心ExperimentalChemistryCenterofJishouUniversity實(shí)驗(yàn)八十四固體在溶液中的吸附主講教師：楊朝霞單位：吉首大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院處于固體表面的原子，由于周圍原子對它的作用力不對稱，因而有剩余力場，常常通過吸附氣體或溶質(zhì)，以降低系統(tǒng)能力，這種氣體或者溶質(zhì)分子在固體表現(xiàn)富集的現(xiàn)象，即為固體的吸附作用。本實(shí)驗(yàn)以活性炭對醋酸的吸附來研究固體在溶液中的吸附作用。引言實(shí)驗(yàn)八十四固體在溶液中的吸附1、活性炭在醋酸水溶液中對醋酸的吸附并求出活性炭比表面的實(shí)驗(yàn)原理是什么？2、固體吸附劑吸附氣體與從溶液中吸附溶質(zhì)

2、有何不同？3、固體在溶液中的吸附時，其吸附作用與哪些因素有關(guān)？5、如何加快吸附平衡的到達(dá)？如何判定平衡已經(jīng)到達(dá)？4、為了節(jié)省時間，如果震蕩機(jī)一次放不下全部樣品，那么，你認(rèn)為應(yīng)先放濃度低的還是濃度高的樣品去震蕩？為什么？預(yù)習(xí)提問（1）測定活性炭在醋酸水溶液中對醋酸的吸附作用。并由此計(jì)算活性炭的比表面。（2）驗(yàn)證弗羅因德利希（Freundlich）經(jīng)驗(yàn)公式和蘭格繆爾(Langmuir)吸附公式。（3）了解固-液界面的分子吸附。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?shí)驗(yàn)原理－、固體在稀溶液中對溶質(zhì)分子的吸附固體作為吸附劑在溶液中既可以吸附溶質(zhì)，也可以吸附溶劑，其吸附情況很復(fù)雜

3、，迄今還沒有一個完整的理論。但由于溶液的吸附又具有重要意義，如：活性炭的脫色、紡織品的染色、土壤中營養(yǎng)物質(zhì)的吸收等，必須對其進(jìn)行研究，人們經(jīng)過長期實(shí)踐，也總結(jié)出一些經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。固體在溶液中的吸附量是以單位質(zhì)量的吸附劑吸附溶質(zhì)的物質(zhì)的量來表示Г=式中：x---吸附溶質(zhì)量，mol；m---吸附劑量，g；這樣得出的吸附量通常稱為表觀式相對吸附量，其數(shù)值低于溶質(zhì)的實(shí)際吸附量稀溶液中固體的吸附可用到弗羅因德利（Freundlich）和蘭格繆爾(Langmuir)公式。１、弗羅因德利希（Freundlich）經(jīng)驗(yàn)方程此方程純系經(jīng)驗(yàn)方程式，只適用于濃度不太大和不太

4、小的溶液。２、蘭格繆爾(Langmuir)單分子層吸附理論。二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)Г∞的數(shù)值，按照蘭格繆爾單分子層吸附的模型，并假定吸附質(zhì)分子在吸附劑表面上是直立的，則吸附劑的比表面S0可按下式計(jì)算得到：S0為比表面，即每克吸附劑具有的總表面積(米2/克)；N0為阿佛加德羅常數(shù)(6.02×1023分子/摩爾)；α∞為每個吸附分子的橫截面積二、影響固體在溶液吸附的因素１、溶質(zhì)、溶劑、吸附劑三者的性質(zhì)（極性的影響）２、溶解度的影響３、溫度的影響三、實(shí)驗(yàn)儀器與試劑HY-4型調(diào)速多用振蕩器1臺電子天平1臺（帶塞）錐形瓶(125mL)7個稱量瓶1個移液

5、管（25、10、5mL）各1支堿式滴定管1支0.1moL/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液0.4moL/L醋酸標(biāo)準(zhǔn)溶液活性炭酚酞指示劑四、實(shí)驗(yàn)步驟1、準(zhǔn)備6個干的編好號的125mL錐形瓶（帶塞）。按記錄表格中所規(guī)定的濃度配制50mL醋酸溶液，注意隨時蓋好瓶塞，以防醋酸揮發(fā)。2、將120℃下烘干的活性炭（本實(shí)驗(yàn)不宜用骨炭）裝在稱量瓶中，用差減法稱取活性炭各約1g(準(zhǔn)確到0.001g)放于錐形瓶中。塞好瓶塞，在振蕩器上振蕩半小時，或在不時用手搖動下放置1小時。3、使用顆?；钚蕴繒r，可直接從錐形瓶里取樣分析。如果是粉狀性活性炭，則應(yīng)過濾,棄去最初10mL濾液。按記錄表

6、規(guī)定的體積取樣，用0.1moL/L標(biāo)準(zhǔn)堿溶液滴定。4、活性炭吸附醋酸是可逆吸附。使用過的活性炭可用蒸餾水浸泡數(shù)次，烘干后回收利用。五、注意事項(xiàng)1、溫度及氣壓不同，得出的吸附常數(shù)不同。2、使用的儀器干燥無水；注意密閉，防止與空氣接觸影響活性炭對醋酸的吸附。3、稱量活性炭要迅速，以免活性炭吸潮。4、在濃的HAc溶液中，應(yīng)該在操作過程中防止HAc的揮發(fā)，以免引起結(jié)果較大的誤差。5、本實(shí)驗(yàn)溶液配制用不含C02的蒸餾水進(jìn)行。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理按教材中表格記錄數(shù)據(jù)（1）由平衡濃度c及初始濃度c0計(jì)算吸附量。（2）作吸附量Г對平衡濃度c的等溫線。（3）以lg

7、Г對lgc作圖，從所得直線的斜率和截距可求得常數(shù)n和k。（4）計(jì)算c/Г，作c/Г—c圖，由圖求得Г∞，將Г∞值用虛線作一水平線在Г—c圖上。這一虛線即是吸附量Г的漸近線。（5）由Г∞計(jì)算活性炭的比表面。七、思考題（1）吸附作用與哪些因素有關(guān)？固體吸附劑吸附氣體或從溶液中吸附溶質(zhì)有何不同？（2）試比較弗羅因德利希吸附等溫式與蘭繆爾吸附等溫式的優(yōu)缺點(diǎn)。（3）如何加快吸附平衡的到達(dá)？如何判定平衡已經(jīng)到達(dá)？（4）討論本實(shí)驗(yàn)中引入誤差的主要因素。