天津师范大学：《物理化学实验》课程教学课件（PPT讲稿）固液吸附求物质的比表面积

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《物理化学实验》 物理化学实验教学组 天津师范大学化学学院 COLLEGE of CHEMISTRY

固液吸附求物质的比表面积Determination of the Specific Surface Area withSolid-liquidAdsorptionMethod師辣1958

Determination of the Specific Surface Area with Solid-liquid Adsorption Method 固液吸附求物质的比表面积

实验目的=二实验原理三仪器和药品?.四五六实验步骤数据记录与处理注意事项.七、思考讨论師勒1958

一、实验目的 二、实验原理 三、仪器和药品 四、实验步骤 五、数据记录与处理 六、注意事项 七、思考讨论

实验目的一、>用溶液吸附法测定氏的比表面>了解溶液吸附法测定比表面的基本原理>验证对比两个有关吸附平衡的关系式師勒1958

一、实验目的 ➢ 用溶液吸附法测定乌氏的比表面 ➢ 了解溶液吸附法测定比表面的基本原理 ➢ 验证对比两个有关吸附平衡的关系式

二、实验原理溶质在溶液中被吸附到固体上这一现象是物质精制的基本方法之一。尽管在这方面理论上的研究还不甚深入，但人们已积累了大量的实践经验。傅劳因德利希经验吸附等温式不仅适用于气固吸附，而还可适用于固体吸附剂自溶液吸附溶质的情况。当然该经验公式只是近似地概括一部分实验事实，但由于它简单方便，应用是相当广泛的在一定的温度下与固体吸附剂平衡的溶液中，溶质的浓度与质量为的吸附剂所吸附的吸附物的质量之间，有如下关系：師1958

二、实验原理 ◼ 溶质在溶液中被吸附到固体上这一现象是物质精 制的基本方法之一。尽管在这方面理论上的研究还不 甚深入，但人们已积累了大量的实践经验。傅劳因德 利希经验吸附等温式不仅适用于气固吸附，而且还可 适用于固体吸附剂自溶液吸附溶质的情况。当然该经 验公式只是近似地概括一部分实验事实，但由于它简 单方便，应用是相当广泛的。 ◼ 在一定的温度下与固体吸附剂平衡的溶液中，溶 质的浓度与质量为的吸附剂所吸附的吸附物的质量之 间，有如下关系：

X=kc"可log(/m)= log k + nlogc或者(1)mmk和n是由实验确定的参数，参数可以定性地表示吸附剂和吸附物相互作用的强度。对此，具有理论意义的是朗格谬尔（Langmuir）吸附等温式abcx(2)1+bcma是关于饱和吸附量的参数；b是关于吸附热的参数。将(2)式变形得，師勒1958

k和n是由实验确定的参数，参数可以定性地表示吸 附剂和吸附物相互作用的强度。对此，具有理论意 义的是朗格谬尔(Langmuir)吸附等温式。 x n kc m = log( ) log log x k n c m 或者 = + (1) 1 x abc m bc = + (2) a是关于饱和吸附量的参数；b是关于吸附热的参 数。将(2)式变形得

m(3)abcxa由此可见对作图应为直线，通过直线斜率和截距可以得到a和b的数值。式(2)在溶质的浓度较小时就成为x / m=abcX(4)在c足够大时就有Cm即吸附量不随浓度变化而变化，成为恒定值。这就是最大吸附量，此时固体表面被溶质分子完全掩盖師1958

由此可见对作图应为直线，通过直线斜率和截距可 以得到a和b的数值。 m 1 1 x abc a = + (3) 式(2)在溶质的浓度较小时就成为 x m abc / = ， 在c足够大时就有 x a m = (4) 即吸附量不随浓度变化而变化，成为恒定值。这 就是最大吸附量，此时固体表面被溶质分子完全掩盖

设c为醋酸溶液的初始浓度，c为吸附后醋酸溶液的平衡浓度，m为乌氏的质量，「为吸附量。则(Co -C)Vm浓度较低时吸附量随浓度的增加上升较快，随看浓度的增加，吸附量上升减缓，吸附逐渐趋于饱和1958

设c0为醋酸溶液的初始浓度，c为吸附后醋酸溶液 的平衡浓度，m为乌氏的质量，Γ为吸附量。则 浓度较低时吸附量随浓度的增加上升较快，随着浓度 的增加，吸附量上升减缓，吸附逐渐趋于饱和。 0 ( ) c c V m −  =

当溶液浓度较低时，吸附为单分子层吸附，符合朗格谬尔（Langmuir）吸附方程式：Kc(5)1+ Kc即(6)IKcT以=对一作图应为一条直线，由直线截距可以得到I。，即最大吸附量。吸附剂的比表面积So =FN X 24.3 X10-20 m2·g-1(7其中N为阿伏加德罗常数6.02×1023，24.3×10-20m2为醋酸分子截面积。師鞍1958

当溶液浓度较低时， 吸附为单分子层吸附，符合朗格 谬尔(Langmuir)吸附方程式： 1 Kc Kc  =  + (5) 即 1 1 1 1 K c   =  +    (6) 以 对 作图应为一条直线，由直线截距可以得到Γ∞，即最 大吸附量。 吸附剂的比表面积 S0 = Γ∞ NA × 24.3×10-20 m2·g-1 (7) 其中NA为阿伏加德罗常数6.02×1023 ，24.3×10-20m2为醋酸分 子截面积。 1  1 c

三、仪器和试剂恒温槽1套（室温下做可不用）容量瓶（200mL）只皮价价碱式滴定管（50mL）漏斗漏斗架NaOH溶液(0.1mol·dm-3)CH,COOH(0.5 mol·dm-3)活性炭酚酥指示剂師勒1958

三、仪器和试剂 恒温槽 1 套(室温下做可不用) 容量瓶(200 mL) 5只 碱式滴定管(50 mL) 1支 漏斗 4个 漏斗架 1个 NaOH溶液(0.1 mol·dm-3 ) CH3COOH(0.5 mol·dm-3 ) 活性炭 酚酞指示剂