固液界面的吸附实验报告怎么写 固液界面的吸附实验报告模板

实验报告是一种系统性的记录和总结实验过程和结果的文本形式。它通常包括实验目的、方法与步骤、实验数据的收集与分析、实验结果的描述与解释以及实验中遇到的问题和解决方法等内容。下面是小编精心整理的固液界面的吸附实验报告怎么写,欢迎大家阅读!

固液界面的吸附实验报告怎么写1

一、实验目的 

同(一)次甲基蓝在活性炭上的吸附 

【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: 

(2)

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(2)式整理可得如下形式:

(3)

作C/Г-C图,得一直线,由此直线的斜率和截距可求Г∞和常数K.

如果用醋酸作吸附质测定活性炭的比表面时,可按下式计算: 

S0=Г∞×6.023×1023×24.3×10-20 (4)

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).

式(3)中的吸附量Г可按下式计算

(5)

式中,C0为起始浓度;C为平衡浓度;V为溶液的总体积(dm3);m为加入溶液中吸附剂质量(kg).

【仪器药品】

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

活性炭;HAc(0.4mol·dm-3);NaOH (0.1000mol·dm-3);酚酞指示剂.

【实验步骤】

1. 取5个洗净干燥的带塞三角瓶,分别放入约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 1 2 3 4 5

V蒸馏水/mL 50.00 70.00

80.00 90.00 95.00

V醋酸溶液/mL 50.00 30.00 20.00

10.00 5.00

2. 将各瓶溶液配好以后,用磨口瓶塞塞好,并在塞上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20.00mL,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.

【注意事项】

溶液的浓度配制要准确

活性炭颗粒要均匀并干燥

【数据处理】

实验数据列表1.将试验数据列表。

标准溶液NaoH浓度为0.102mol/L

V NaoH(mL) V HAc(mL) C HAc(mol/L) C HAc(mol/L)平均

20.39 5.00 0.4160 0.4305

21.90 5.02 0.4450

瓶号 活性炭重

(g) 起始浓度(mol/L) 平衡浓度(mol/L) 吸附量(mol/kg)

1 1.0591 0.21525 0.19431 1.97715 0.38418

2 1.0323 0.12915 0.10727 2.11954 0.22736

3 1.0439 0.0861 0.066402 1.88696 0.12530

4 1.0077 0.04305 0.029614 1.33333 0.03949

5 1.0333 0.021525 0.01292 0.83277 0.01076

2.计算各瓶中醋酸的起始浓度c0,平衡浓度c及吸附量Ґ(mol• kg-1)。

计算结果如上表。

由计算吸附量。

3.吸附量对平衡浓度作等温线。

4.作c/Ґ-c图,并求出和常数K。

由直线斜率得:=0.05168mol/kg

由直线截距得:K=-47.29

5.由计算活性炭的比表面。

=756.006【讨论】

1. 测定固体比表面时所用溶液中溶质的浓度要选择适当,即初始溶液的浓度以及吸附平衡后的浓度都选择在合适的范围内.既要防止初始浓度过高导致出现多分子层吸附,又要避免平衡后的浓度过低使吸附达不到饱和.如次甲基蓝在活性炭上的吸附实验中原始溶液的浓度为2g·dm-3左右,平衡溶液的浓度不小于1mg·dm-3.

2. 按朗格谬尔吸附等温线的要求,溶液吸附必须在等温条件下进行,使盛有样品的三角瓶置于恒温器中振荡,使之达到平衡.本实验是在空气浴中将盛有样品的三角瓶置于振荡器上振荡.实验过程中温度会有变化,这样会影响测定结果.

固液界面的吸附实验报告怎么写2

一、实验目的:

1·熟悉溶液吸附法测定固体比表面的原理和实验方法。

2•测定活性炭的比表面。

二、实验原理:

吸附能力的大小常用吸附量Γ表示之。Γ通常指每克吸附剂上吸附溶质的物质的量。吸附量Γ 的大小与吸附平衡时溶质的浓度C有关,常用的关联式有两个:

(1)Freundlich经验公式:

式中,x 表示吸附溶质的物质的量(mol);m 表示吸附剂的质量(g);c 表示吸附平衡时溶液的浓度(mol/L);k,n表示经验常数,由温度、溶剂、吸附质与吸附剂的性质决定。

以lg Γ 对lgc 作图可得一直线,由直线的斜率和截距可求得n 和k。

(2)Langmuir吸附方程:

式中,Γ∞表示饱和吸附量;C 表示吸附平衡时溶液的浓度;K 为常数.

用c/Γ对c作图得一直线,由此直线的斜率和截距可求得Γ∞,并进一步计算出吸附剂的比表面积S0

S0(m2/g)=

三、实验准备:

1.仪器:电动振荡器、分析天平、碱式滴定管、带塞锥形瓶(5个)、移液管、锥形瓶

2:药品:活性炭;HAC(0.4mol·ml-3);NaOH (0.1mol·ml-3);酚酞指示剂。

4、实验步骤:

1.

瓶号 1 2 3 4 5

V醋酸溶液/ml 50.00 30.00 15.00 10.00 5.00

V蒸馏水/ml 50.00 70.00 85.00 90.00 95.00

取样量/ml 10.00 20.00 20.00 40.00 40.00

2.

3.

4. 

五、注意事项

1.溶液的浓度配制要准确,活性炭颗粒要均匀并干燥

2. 醋酸是一种有机弱酸,其离解常数Ka = 1.76×10-5 ,可用标准碱溶液直接滴定,化学计量点时反应产物是NaAc,是一种强碱弱酸盐,其溶液pH 在8.7 左右,酚酞的颜色变化范围是8-10,滴定终点时溶液的pH 正处于其内,因此采用酚酞做指示剂,而不用甲基橙和甲基红。直到加入半滴NaOH 标准溶液使试液呈现微红色,并保持半分钟内不褪色即为终点。

3.变红的溶液在空气中放置后,因吸收了空气中的CO2,又变为无色。

4. 以标定的NaOH 标准溶液在保存时若吸收了空气中的CO2,以它测定醋酸的浓度,用酚酞做为指示剂,则测定结果会偏高。为使测定结果准确,应尽量避免长时间将NaOH 溶液放置于空气中。

六、数据处理

1、已知 CNaOH=0.1040 mol/L 

标准滴定醋酸:VHAC=10.00 ml

消耗NaoH的平均体积 37.10ml

C0=0.3858 mol/L

瓶号 醋酸溶液浓度C。(mol/l) 醋酸溶液体积/ml 活性炭质量/g 消耗氢氧化钠体积/ml 平衡浓度C(mol/l) 吸附量T(mol/g) lgc lgT C/T

1 0.19290 10 1.00420 15.84 0.16470 0.022 -0.783 -1.657 7.480 

2 0.11574 20 1.00328 18.94 0.09848 0.029 -1.007 -1.543 3.439 

3 0.05787 20 1.00300 8.86 0.04607 0.034 -1.337 -1.470 1.360 

4 0.03858 40 1.00600 11.32 0.02943 0.035 -1.531 -1.451 0.831 

5 0.01929 40 1.00240 5.24 0.01362 0.037 -1.866 -1.430 1.367 

2、利用 、 C= 求C、Γ.

3、吸附等温线的绘制:以吸附量Γ对平衡浓度C作出曲线。

4、作lgΓ=*lgc+lgk

求得:J=-4.983 k=0.0169

5、由c/Γ=1/(Γ∞*K)+C/T∞得:

求得:Γ∞=0.02128 k= -0.03456

6、 由Γ∞计算活性炭的比表面积。

S。= =3112.966 (m2/g)

七、误差分析

对实验结果造成影响的原因可能如下:

1、 活性炭表面上吸附有水分子,而计算时忽略了被水分子占据的表面积。

2、 活性炭表面上有小孔,有的小孔脂肪酸不能钻进去。

3、 振荡时间过短或过长。

4、 活性炭在称量过程中,由于暴露于空气中,会吸附空气中的气体。

5、 实验过程中温度会对实验结果造成影响。

八、思考题

1.吸附作用与哪些因素有关?固体吸附剂吸附气体与从溶液中吸附溶质有何不同?

答:吸附作用与温度、压力、溶剂、吸附质和吸附剂性质有关。

固体在溶液中的吸附,除了吸附溶质还有溶剂,液固吸附到达平衡时间更长;固体吸附剂吸附气体受温度、压力及吸附剂和吸附质性质影响:气体吸附是放热过程,温度升高吸附量减少;压力增大,吸附量和吸附速率增大;一般吸附质分子结构越复杂,被吸附能力越高。

2.弗罗因德利希吸附等温式与朗缪尔吸附等温式有何区别?

答:朗缪尔吸附等温式是一个理想的吸附公式,它代表了在均匀表面上,吸附分子彼此没有作用,而且吸附是单分子层情况下吸附达平衡时的规律性,有饱和吸附量值;弗罗因德利希吸附等温式属于真实吸附,是经验公式,但也有理论说明,θ 范围比Langmuir 等温式要大一些,没有饱和吸附量值。

3.如何加快吸附平衡的到达?如何判断是否达到吸附平衡?

答:提高振荡速度;滴定两次不同时间的醋酸浓度时,两次消耗NaOH 体积相同,即可判断吸附已达到平衡。

九、实验小结

1. 测定固体比表面时所用溶液中溶质的浓度要选择适当,即初始溶液的浓度以及吸附平衡后的浓度都选择在合适的范围内。既要防止初始浓度过高导致出现多分子层吸附,又要避免平衡后的浓度过低使吸附达不到饱和。

2. 按朗格谬尔吸附等温线的要求,溶液吸附必须在等温条件下进行,使盛有样品的磨口锥形瓶置于恒温器中振荡,使之达到平衡。本实验是在空气浴中将盛有样品的磨口锥形瓶置于振荡器上振荡。实验过程中温度会有变化,这样会影响测定结果。

3.由实验结果可知,活性炭在醋酸溶液中的吸附为单分子层吸附,可用Langmuir 吸附等温式表征其吸附特性。用溶液吸附法测定活性炭比表面积,不需要特殊仪器,但测定过程中要防止溶剂挥发,以免引起测量误差。此外,由于忽略界面上被溶剂占据部分,因此由这一方法所测得的比表面积一般偏小。但由于方法简便,可以作为了解固体吸附剂特性的一种简便方法。

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引言

固液界面上的吸附现象是物理化学领域中的一个重要研究方向。通过吸附实验,我们可以了解物质在固液界面上的吸附行为及其影响因素,从而为解决环境污染、材料制备等问题提供理论依据和实验指导。本报告将介绍我们进行的一系列固液界面吸附实验及其结果。

实验一:吸附剂的选择与影响因素

在第一组实验中,我们选择了不同类型的吸附剂,包括活性炭、硅胶和分子筛,并研究了不同因素对吸附效果的影响。

首先,我们对比了不同吸附剂在吸附有机染料溶液中的效果。结果显示,活性炭对染料的吸附效果最好,其次是硅胶,而分子筛的吸附效果较差。这可能是由于活性炭具有较大的比表面积和孔隙结构,有利于染料分子的吸附。同时,我们还发现吸附剂的颗粒大小和形状对吸附效果也有一定影响,颗粒较小的吸附剂表现出更好的吸附性能。

其次,我们研究了溶液初始浓度、pH值和温度对吸附效果的影响。实验结果表明,随着溶液初始浓度的增加,吸附剂的吸附量也随之增加,但吸附速率却逐渐减慢。pH值对吸附效果有显著影响,一般情况下,pH值越低,吸附效果越好。温度的变化对吸附效果的影响较小,但在一定范围内,温度升高可以提高吸附速率。

实验二:吸附动力学与等温吸附模型

在第二组实验中,我们研究了吸附动力学和等温吸附模型。

首先,我们进行了吸附动力学实验,通过测定吸附剂对染料的吸附量随时间的变化,得到了吸附速率常数。结果显示,吸附速率常数随着初始浓度的增加而增大,但随着温度的升高而减小。这与实验一的结果一致,说明吸附速率受到溶液浓度和温度的影响。

其次,我们使用了Freundlich和Langmuir等温吸附模型来描述吸附过程。实验数据拟合结果显示,Freundlich模型适用于活性炭和硅胶的吸附过程,而Langmuir模型适用于分子筛的吸附过程。这说明吸附剂的吸附机制可能有所不同,需要根据具体情况选择适合的模型。

实验三:吸附剂的再生与循环利用

在第三组实验中,我们研究了吸附剂的再生与循环利用问题。

首先,我们通过热解实验研究了吸附剂的再生效果。结果显示,活性炭和硅胶在一定温度下可以得到较好的再生效果,但分子筛的再生效果较差。这可能是由于分子筛的结构特性使其难以被再生。

其次,我们进行了多次循环利用实验。实验结果表明,活性炭和硅胶在多次循环后吸附性能有所下降,但仍能保持较好的吸附效果。这说明吸附剂在一定程度上可以进行循环利用,但需要注意其吸附性能的变化。

结论

通过一系列固液界面上的吸附实验,我们得出了以下结论:

1. 吸附剂的选择和性质对吸附效果有重要影响,活性炭具有较好的吸附性能。

2. 溶液初始浓度、pH值和温度对吸附效果具有一定影响。

3. 吸附动力学和等温吸附模型可以用于描述吸附过程。

4. 吸附剂可以进行再生和循环利用,但吸附性能可能会有所下降。

这些实验结果对于理解固液界面上的吸附行为和优化吸附过程具有重要意义,为相关领域的应用研究提供了理论基础和实验指导。未来的研究可以进一步探索吸附机制和吸附剂的改进,以提高吸附效果和循环利用率。

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一、实验目的

1、了解固体吸附剂在溶液重点吸附特点。

2、通过测定活性炭在醋酸溶液中的吸附,验证弗劳因特立希(Freundlich)吸附等温式。

3、作出在水溶液中用活性炭吸附醋酸的吸附等温式,求等温式中的经验常数。

二、实验原理

固液界面吸附分为分子吸附和离子吸附。分子吸附就是非电解质及弱电解质中的吸附;而离子吸附是指强电介质溶液中的吸附。通常,把被吸附的物质称为吸附质,把具有吸附作用的物质称为吸附剂。充当吸附剂的物质一般都是多孔性的,也就是具有较大的比表面吉布斯函数。本实验采用活性炭作为吸附剂,在一定温度下,根据弗劳因特立希(Freundlich)吸附等温式,研究活性炭在中等醋酸溶液中的吸附情况:

式中m为吸附剂的质量(g);x为吸附平衡时,吸附质被吸附的物质的量(mol);为平衡吸附量(mol·g-1);c为吸附平衡时吸附质在溶液中的浓度(mol·L-1);k和n是与吸附质、吸附剂及温度有关的常数。

对上式两边取对数:

以对作图,得到一条直线,根据直线斜率和截距,就可以求出n和k。

【实验试剂和仪器】

三、实验仪器试剂:

振荡器1台;磨口具塞锥形瓶6个;锥形瓶6个;长颈漏斗6个;电子天平1台(0.01)移液管1支(25mL);移液管2支(10mL);移液管1支(5mL);酸式滴定管1支;碱式滴定管1支;

粉末活性炭;0.4 mol·L-1HAc溶液;0.1000 mol·L-1NaOH标准溶液;定性滤纸若干;

四、实验步骤

1 取6个干洁的具塞锥形瓶并编号,用电子天平准确称量2. 0g活性炭分别倒入锥形瓶。然后按表1-1分别用酸式滴定管和碱式滴定管加入0.4mol·L-1HAc和蒸馏水,并立即用塞子盖上,置于25℃恒温振荡器中振荡1小时。

2 滤去活性炭,用锥形瓶接收滤液。如果锥形瓶内有水,可用初滤液10mL分两次洗涤弃去。

3 按下表要求,从相应锥形瓶中用移液管取规定体积的样液,以酚酞作指示剂,用0.1000 mol·L-1的标准NaOH滴定两次,碱量平均值记录在表中。

五、实验数据及其结果

1、 将实验数据记录在下表中。

2、 计算吸附前醋酸的初始浓度和吸附平衡时的浓度。并根据下面公式计算平衡吸附量:

式中V(mL)为被吸附溶液的总体积。

序 号 1 2 3 4 5 6

0.4 mol·L-1HAc(mL) 80.00 40.00 20.00 12.00 6.00 3.00

蒸馏水(mL) 0.00 40.00 60.00 68.00 74.00 77.00

HAc初始C0(mL) 0.4382 0.2191 0.1096 0.0657 0.0351 0.0175

活性炭量m(g) 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00

平衡取样量V(mL) 5.00 10.00 10.00 25.00 25.00 25.00

NaOH消耗量(mL) 20.56 16.58 8.01 12.70 6.73 3.505

HAc平衡C 0.39 0.16 0.08 0.05 0.03 0.01

(mol·g-1) 0.0042 0.0051 0.0028 0.0015 0.0008 0.0004

lgc -0.41 -0.81 -1.12 -1.32 -1.60 -1.88

-2.37 -2.29 -2.56 -2.84 -3.10 -3.45

3、以对作图,根据直线斜率和截距求出n和k。

~

由直线的斜率可知:1/n= 0.7939 所以n= 1 

lgk= -1.8239 k= 0.0150

六、实验注意事项

1、震荡时间要充分,否则吸附达不到平衡,影响实验结果。

2、磨口具塞锥形瓶必须是清洁干燥的。

3、为了防止挥发,醋酸滤液使用完后必须加以密封。

七、原始数据张贴处

实验报告的撰写要求语言简练、准确,结构清晰,逻辑严谨,能够让读者了解实验的目的、过程和结果,从而对实验进行评估和复制。

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