醋酸在活性炭上的吸附实验

一、实验目的

1.用溶液吸附法测定活性炭的比表面。

2.了解溶液吸附法测定比表面的基本原理。

二、预习要求

1.掌握比表面的概念及其计算式。

2.明确实验所测各个物理量的意义，并掌握测定方法。。

三、实验原理

实验表明在一定浓度范围内，活性炭对有机酸的吸附符合朗格缪尔(Langmuir)吸附方程:

                           (1)

式中，Г表示吸附量，通常指单位质量吸附剂上吸附溶质的摩尔数;Г∞表示饱和吸附量;C表示吸附平衡时溶液的浓度;K为常数。将(1)式整理可得如下形式:

            (2)

作C/Г—C图，得一直线，由此直线的斜率和截距可求常数K。

如果用醋酸作吸附质测定活性炭的比表面则可按下式计算:

      (3)

式中，S0为比表面(m2?kg-1);Г∞为饱和吸附量(mol?kg-1);6.023×1023为阿佛加德罗常数;24.3×10-20为每个醋酸分子所占据的面积(m2)。

四、仪器与药品

1.仪器

带塞三角瓶(250mL)5个;三角瓶(150mL)5个;滴定管1只;漏斗;移液管;电动振荡器1台。

2.药品

活性炭;HAc溶液(0.4mol?dm-3);标准NaOH溶液(0.1mol?dm-3);酚酞指示剂。

五、实验步骤

1.准备5个洗净干燥的带塞三角瓶，分别称取约1g(准确到0.001g)的活性炭，并将5个三角瓶标明号数，用一移液管分别按下列数量加入蒸馏水与醋酸溶液。

2.将各瓶溶液配好以后，用磨口瓶塞塞好，并在塞上加橡皮筋以防塞子脱落，摇动三角瓶，使活性炭均匀悬浮于醋酸溶液中，然后将瓶放在振荡器上，盖好固定板，振荡30min。

3.振荡结束后，用干燥漏斗过滤，为了减少滤纸吸附影响，将开始过滤的约5mL滤液弃去，其余溶液滤于干燥三角瓶中。

4.从1，2号瓶中各取15.00mL，从3，4，5号瓶中各取30.00mL的醋酸溶液，用标准NaOH溶液滴定，以酚酞为指示剂，每瓶滴二份，求出吸附平衡后醋酸的浓度。

5.用移液管取5.00mL原始HAc溶液并标定其准确浓度。

六、数据处理

1.将实验数据列表。

2.计算各瓶中醋酸的起始浓度C0，平衡浓度C及吸附量Г(mol?kg-1)。

式中，V为溶液的总体积(dm3);m为加入溶液中吸附剂质量(kg)。

3.以吸附量Г对平衡浓度C作等温线。

4.作C/Г—C图，并求出Г∞和常数K。

5.由Г∞计算活性炭的比表面