实验十六

溶液吸附法测定比 表面积

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:kc = 1 kc(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:c 1 1 c k (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:S0 6.023 1023 24.3 10 20(3)

式中，S0为比表面(m2· -1); kg Г∞为饱和吸附量(mol· -1); kg 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, 用滴定管分别按下列数量加入蒸馏水与醋酸溶液。瓶号 V蒸馏水/m L 1 50.00 2 70.00 30.00 3 80.00 20.00 4 90.00 10.00 5 95.00 5.00

V醋酸溶液/m L 50.00

2、将各瓶溶液配好以后，用磨口瓶塞塞好， 并在塞子加橡皮圈以防塞子脱落，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。瓶号 活性炭 重(kg) 起始浓度 平衡浓度 吸附量 C0(mol· -3) C(mol· -3) Г(mol· -1) dm dm kg CГ-1 (kg· -3) dm

1 2 3 4 5

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)。

(c0 c) V m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。