首頁 物理化學實驗

.1溶液吸附法測固體比表麵積

一、實驗目的

(1) 用次甲基藍水溶液吸附法測定顆粒活性炭的比表麵積。

(2) 了解朗繆爾單分子層吸附理論及用溶液法測定比表麵的基本原理。

二、 實驗原理

在一定溫度下,固體在某些溶液中的吸附與固體對氣體的吸附很相似,可用朗繆爾(Langmuir)單分子層吸附方程來處理。Langmuir吸附理論的基本假定是:固體表麵是均勻的,吸附是單分子層吸附,被吸附在固體表麵上的分子相互之間無作用力,吸附平衡是動態平衡。根據以上假定,推導出吸附方程:

Γ=Γ∞Kc1+Kc(1)

式中:K為吸附作用的平衡常數,也稱吸附係數,與吸附質、吸附劑性質及溫度有關,其值愈大,則表示吸附能力愈強;Γ為平衡吸附量,1g吸附劑達吸附平衡時,吸附溶質的物質的量(mol·g-1);Γ∞為飽和吸附量,1g吸附劑的表麵上蓋滿一層吸附質分子時所能吸附的最大量(mol·g-1);c為達到吸附平衡時,溶質在溶液本體中的平衡濃度(mol·L-1)。

將式(1)整理,得

1Γ=1Γ∞+1Γ∞K·1c(2)

以1Γ對1c作圖得一直線,由此直線的斜率和截距可求得Γ∞、K以及比表麵積S比。

S比=Γ∞NAA(3)

式中:NA為阿伏伽德羅常數;A為吸附質分子的截麵積(m2);S比為比表麵積。

活性炭是一種固體吸附劑,對染料次甲基藍具有很大的吸附傾向。研究表明,在一定的濃度範圍內,大多數固體對次甲基藍的吸附是單分子層吸附符合朗繆爾吸附理論。本實驗以活性炭為吸附劑,將定量的活性炭與一定量的幾種不同濃度的次甲基藍相混,在常溫下振**,使其達到吸附平衡。用分光光度計測量吸附前後次甲基藍溶液的濃度。從濃度的變化求出每克活性炭吸附次甲基藍的吸附量Γ。

Γ=(c0-c)Vm(4)