T液膜扩散系数的测定

1、T7.液膜扩散系数的测定指导老师：王帅 实验地点：化学楼211一、实验目的1、了解吸附扩散过程的基本原理。2、采用静态吸附法测定吸附过程中的液膜扩散系数。3、掌握使用计算机进行数据处理的方法。、试剂与仪器试剂：活性炭或吸附树脂，亚甲基蓝。仪器：康氏振荡器，分析天平，容量瓶，移液管，碘量瓶，分光光度计三、实验原理吸附剂一般具有较大的比表面积，对气体、有机物、金属离子等具有良好的 吸附性能。以活性炭和吸附树脂为吸附剂，采用静态吸附法吸附亚甲基蓝，吸附 容量计算公式为：Q 一（Co -C）VW式中：Co和C分别为被吸附溶液中亚甲基蓝的初始浓度和时间 t时的浓度， mg/L； V为亚甲基蓝溶液的体积，

2、L； W为吸附剂质量，g；吸附剂对溶液中亚甲基蓝的吸附扩散过程为：（1 ）亚甲基蓝从溶液相扩散到液膜表面；（2）亚甲基蓝从液膜扩散到树脂体相表面；（3）亚甲基蓝从树脂体相表面向颗粒内部扩散。若采用液膜扩散方程描述吸附剂吸附的液膜扩散过程，其方程形式为：-ln 1 - F 二 kt式中：k为液膜扩散系数，min-1； t为吸附时间，min ； F=Q/Qm为吸附剂的 吸附饱和度；Q和Qm分别为时间t时和平衡时的吸附容量，mg/g。四、操作步骤1、亚甲基蓝标准曲线的测定取1.00g/L的亚甲基蓝水溶液5ml于100ml的容量瓶中，稀释至刻度线，摇匀。用移液管从以上制备好的亚甲基蓝溶液中分别吸取1、

3、2、3、4、5、7、9ml于 7 个 100ml 的容量瓶中，稀释成 0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.50、4.50mg/L, 以水为参比，在波长665nm下，用1cm比色皿测定吸光度，以吸光度对浓度作 图，绘出标准曲线。2、液膜扩散系数的测定取1.00g/L的亚甲基蓝水溶液1.0ml于100ml的容量瓶中，稀释至刻度线， 摇匀。转移50ml至碘量瓶中，加入1.00g吸附剂，振荡吸附590min,取上清 液，测定溶液中亚甲基蓝的浓度，计算吸附剂对亚甲基蓝的吸附容量。五、数据处理1、将亚甲基蓝标准曲线测定实验中测得的吸光度数据填入表1,用Origin软件绘制标准曲线，并进行

4、线性拟合，求出线性拟合方程和线性相关系数R2。表1亚甲基蓝标准曲线的测定序号123456C(mg/L)0.501.001.502.002.503.00A0.1170.2370.3500.4610.6090.697C(mg/L)Equationy = a + b*xAdj R-Square0,996861ValueStandard ErrorBIntercept-S.66667E-40.01152BSlope0.235830.005922、将吸附实验中测得的不同时间下的溶液吸光度数据填入表2,并用Excel或WPS表格计算C、Q、-In(1-F)的值，用Origin软件绘制吸附剂对亚甲基蓝的 吸

5、附曲线(Q-t关系曲线)。表2亚甲基蓝吸附实验结果吸附剂：活性炭吸附温度：30 C振荡速率： t/minAC(mg/L)Q(mg/g)-In (1-F)50.6912.93426630.7065731.269562100.3171.34817640.8651822.124054150.1180.50424090.9495763.391363200.0680.29219680.970784.415867250.0520.22434270.9775665.263165300.0510.22010180.977995.3501761200.0400.17345210.982655-Equationy

6、 = A1*exp(-x/tlJ+ yOAdj, R-Square0.99478iValueStandard ErrorBFyo0.985830.00616BA106994厂0.05587Bt15.47960.484263、采用Origin软件、Matlab软件与最小二乘法，以液膜扩散方程方程对数 据进行线性拟合，求出液膜扩散系数。Origin8.0模拟结果Equationy = a + b*x"Adj. R-Square0.9941iValueStandard Error LBIntercept0.20910.13123BSlope0205580.00791最小二乘法结果t-LN(

7、l-F)xl: ylxi 251.2695626. 3478125102.12405421. 24054100153. 39136350. E7044225204. 41586780. 31734400255. 263165131.57916257516. 46401298.35535625b|3. 1214851a0. 011421y=0.011421X+3.121485 R =0.995574Matlab模拟结果六、思考与讨论1、 吸附实验测得的吸光度值在标准曲线测量数据点范围之外时，如何处理? 应将实验浓度稀释到标准曲线之内再进行测定2、对标准曲线和液膜扩散方程线性拟合时，是否所有数据均呈线性关系？大致趋势是这样，有时候点离线太远，则放弃，视为废点3、扩散过程是否还可以用其它动力学模型描述？各种模型表示什么意义？各种模型的扩散系数有什么意义？准一级动力学模型、准二级动力学模型和粒内扩散模型是研究吸附动力学的经典模型，主要用于测定吸附过程中物