实验四固液界面上的吸附
1. 了解固体吸附剂在溶液中的吸附特点。

2. 做出在水溶液中用活性炭吸附醋酸的吸附等温线，求出Freundlich等温式中的经验常数。

3. 通过测定活性炭在醋酸溶液中的吸附，验证弗伦特立希（Freundlich ）吸附等温式对此体系的适用性。

二、实验原理
（一）计算依据：
当一溶液与不溶性固体接触时，固体表面上溶液的成分常与体相溶液内部的不同，即在固-液界面发生了吸附作用。

由于溶液中各组分被固体吸附的程度不同，吸附前后溶液各组分的浓度将发生变化，根据这种变化可计算出吸附量。

r =V （C0-C）/m ⑴
式中：m 吸附剂的质量（g）
C――吸附平衡时被吸附物质留在溶液中的浓度（mol I，）
C0――被吸附物质的初始浓度（mol丄‘）
V ――所用溶液的总体积（L）
在V、C O、m已知的情况下，r和C的关系如何呢？
活性炭是一种高分散的多孔性吸附剂，在一定温度下，它在中等浓度溶液中的吸附量与
1
x —
溶质平衡浓度的关系，可用Freundlich吸附等温式表示：r = kC n
m
⑵
式中：m 吸附剂的质量（g）
x ----- 吸附平衡时吸附质被吸附的量（mol）
---- 平衡吸附量（mol g '）
m
C――吸附平衡时被吸附物质留在溶液中的浓度（mol L^ ）
k、n――经验常数（与吸附剂、吸附质的性质和温度有关）。

将式（2）取对数，得
x 1
lg lg C lg k （3）
m n
x 1
以lg 对lg c作图，可得一条直线，直线的斜率等于，截距等于lgk，由此可求得n和m n
k。

（二）本实验操作原理：
本次实验是在活性炭一醋酸体系中，验证Freundlich吸附等温式的适用性，并求出经验常数n 和k：
NaOH+HAc==NaAc+H2O
根据这个中和反应，计量滴定所用的NaOH的量，可知HAc的浓度c,再根据（1）式计
算r值，即可作图。

三、仪器试剂
仪器：150ml磨口具塞锥型瓶6个，150ml锥型瓶6个，长颈漏斗6个，称量瓶1个，50ml 酸式、碱式滴定管各1支，5ml移液管1支，10ml移液管2支，25ml移液管3支，电子天平1台，恒温振荡器1套，定性滤纸若干。

试剂：活性炭（20〜40目，比表面300〜400m2/g） , 0.4 mol I* HAc溶液，
0.1000 mol L NaOH标准溶液，酚酞指示剂。

四、实验步骤
l. 打开恒温振荡器的开关，预热10分钟，调节温度为25 C。

2. 将6个干净的磨口具塞锥型瓶编号，并各称入 1.0克活性炭。

3. 用移液管按下表分别加入0.4mol L 4HAc和蒸馏水，并立即盖上塞子，置于25C恒温振
荡器中，调节好速度，摇荡一小时。

4. 从各号瓶中按下表所规定的平衡取样量V取样，放入1~6标号的小锥形瓶中，各加入5
滴酚酞指示剂，用NaOH标准溶液各滴定两次（滴至粉红色刚好不褪去），碱量取平均值记
入下表。

5. 用过的活性炭回收于托盘中，清洗仪器，关闭电源，整理实验台。

五、数据记录及处理
1. 将实验数据记入表，计算吸附前各瓶中醋酸的初浓度Q和吸附平衡时的浓度C,并按（1）
式计算吸附量一同填入表.
表活性炭对醋酸的吸附
A
2.绘制△对C的吸附等温线。

m
R- = 0. 977
T 一对C 的吸附竽温线 -■-系列2 系列3
T-系列4
—线杵（系列⑦
HA E 平衡浓度C (mol • L)
X
3.以lg 对lg c 作图，从所得直线的斜率和截距，计算经验常数
n 和k 。

m
R J = CL 936
t —泵-i' 1
系列2 系列3
线件（系列⑵
UC
1 直线的斜率等于 -，截距等于lg k ，所以由此可求得 n=2.8711和k=0.00207。

n
六、注意事项
1. 操作过程中应尽量加塞瓶盖，以防醋酸挥发。

2. 吸附量和活性炭的含水量、溶液的极性、溶质的溶解度以及温度有关，所以称量活性炭 时要快速，称完放回干燥器中，尽量减少活性炭暴露在空气中的时间
3. 活性炭吸附醋酸是可逆吸附，使用过的活性炭，用蒸馏水浸泡数次，烘干后可重复使用。

4. 实验准确度与活性炭的称量、平衡取样量的称量、温度、压强、醋酸和氢氧化钠的配制 有关。

x/m4C 的吸附等温线
v 0. 005x - 0+ 000
___________Lb oo - - - ooooo ooooooooooo o koooo .oooo oo o oooo oooo ((I I)
口三
-=、
*
Igx/mM lgC
y = 1.56lx - IL 933
① 05 0. id 帖 0.2 0. 25 0.30.鮎 0.
5. 取液用的移液管规格有50ml、25 ml、10 ml、5 ml，分别贴有醋酸和蒸馏水的标签，不要混用。

七、思考题
1.固体吸附剂的吸附量大小与哪些因素有关？
答：1）吸附过程的温度和被吸组分的分压力.
2）气体（或液体）的流速.流速越高，吸附效果越差.
3）吸附剂的再生完善程度.再生解吸越彻底，吸附容量就越大，反之越小.
4）吸附剂厚度.因为吸附过程是分层进行的，故与吸附剂层厚度（吸附区长度）有关.
2.为了提高实验的准确度应该注意哪些操作？
答：表面活性剂在固液界面吸附比气液界面吸附复杂得多。

1、气液界面吸附只涉及表面活性剂分子与溶剂分子的相互作用，固液界面吸附涉及表面活
性剂分子、溶剂分子、固体表面分子三者的相互作用。

2、气液界面吸附等温线为Langmuir吸附等温线。

固液界面吸附等温线有L型、S型、L—S 型三类。

3、气液界面吸附一般为单层吸附，吸附等温式为Langmuir方程。

固液界面吸附模型一般
使用两阶段吸附模型，吸附等温式得复杂（见图）。

4、固液界面吸附要达到吸附平衡的时间较气液界面吸附要长。

（专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。

可复制、编制，期待你的好评与关注）。