实验四活性染料在水溶液中的光化学降解一．实验目的.docVIP

实验四 活性染料在水溶液中的光化学降解 实验目的 本实验通过测定活性艳蓝x-BR在H2O2-水溶液中光降解反应的表观速率常数与光降解半衰期，了解、掌握在溶液相中光化学反应动力学测定的一般方法。 实验原理 本实验以阳光为光源，经阳光照射，活性艳蓝在H2O2-H2O溶液中发生褪色反应。原理可能如下：在太阳光的紫外光作用下，H2O2发生光解，生成OH自由基 H2O2 + hν（λ＜nm ） 2OH OH自由基具较强的氧化性，可与活性艳蓝反应，破坏了染料中的可见光区生色团，使之褪色。实验表明，活性染料的光褪色反应为一级反应。在不同的时间取经光照的活性染料溶液，测定其浓度，用一级反应动力学方法处理则可得活性艳蓝在水溶液中的光褪色反应速率常数和半衰期。 仪器与试剂 活性艳蓝x-BR ：配成1.00mg/mL储备液备用。 H2O2 （AR.30%），经测定，其浓度为9.43摩尔/升。 72型分光光度计 10mL比色管：15支 移液管5.00与10.00mL 比色管架 辐射计 实验步骤 标准曲线的绘制 用移液管分别取0.20,0.40,0.60,0.80,1.00mL活性艳蓝x-BR的储备液于10mL比色管内，用水稀释至刻度。在72型分光光度计上，于596nm波长下，以水为参比，分别测定上述溶液的吸光度A，以A对浓度c(mg/L)作图，即得标准曲线。 活性艳蓝x-BR在含有H2O2 的水溶液中的光降解 把比色管架在实验楼平顶的凳子放好，调整架子，使阳光与架平面垂直。 用移液管取活性艳蓝x-BR储备液14.50mL于250mL棕色瓶内，并移取6.00mL H2O2 （30%）于同一瓶内，立即用水稀释至刻度，同时测定溶液的吸光度，其浓度为反应时间为零的浓度C0 。 把10mL上述活性艳蓝溶液加入3组（每组5支）比色管内，其中一组用铝箔包好避光，作暗反应对比，另外两组作光降解平行试验。3组比色管放在比色管架上，让阳光垂直照射。 在不同时间间隔取三支比色管（一支避光，二支光照），测其吸光度。并由标准曲线求出其浓度。取样时间为1，2，3，4，5小时，同时记下光强。在光照期间，应不时调整比色管架，以保证阳光垂直照射比色管。 数据处理 在此实验条件下，活性艳蓝x-BR的光降解反应应为一级反应，则有 ㏑(C0/Ct)= -Kpt 这里，C0 ：活性艳蓝x-BR的初始浓度(mg/L) Ct ：活性艳蓝x-BR光照t小时的浓度(mg/L) t ：光照时间（小时） Kp ：光褪色反应速率常数（小时-1） 因此，以Ln(C0/Ct)对t作图应为一直线，用最小二乘法可求出Ln(C0/Ct)与t的直线回归方程。 y = a+ bX a,b 和相关系数R可按下式计算 b = a = R = b 为直线斜率，即为反应速率常数Kp 。由此可由下式计算活性艳蓝x-BR在水溶液中的光解半衰期t1/2 t1/2 =㏑2/Kp 根据实验结果。作出暗反应与光照的㏑(C0/Ct)—t 相关图，并计算a,b,R和t1/2值。