实验四土壤对Cu的吸附实验.docVIP

实验四 土壤对Cu的吸附实验 一、实验目的 1. 掌握土壤对Cu吸附实验原理和方法； 2. 掌握土壤对Cu的吸附等温线的制作方法； 3. 了解土壤对Cu吸附的影响因素； 4. 学习使用原子吸收光谱仪测定土壤中Cu的操作方法。 二、实验原理 Cu是生物必需元素，Cu缺乏会影响生物生长。Cu易被土壤吸附，并在土壤中积累。当它超过一定的临界值时，便会进入食物链，从而对人类造成危害。因此研究Cu在土壤中的吸附和解吸作用具有重要的意义。Cu的吸附行为受很多因素的影响，包括土壤类型、pH 值、有机质含量、离子交换、络合和氧化-还原条件等。 土壤（颗粒物）对重金属（溶质）的吸附是一个动态平衡过程，固定的温度条件下，当吸附达到平衡时，颗粒物表面的吸附量（X）与溶液中溶质平衡浓度（C）之间的关系可以用吸附等温线来表达。目前常用 Freundlich 和 Langmuir 方程来描述土壤体系中的吸附现象。 一定温度下（25℃），向土壤中按一定土液比加入不同浓度的Cu标准溶液，当吸附达到基本平衡后，以Cu的加入量对土壤吸Cu量作图，就得到土壤对Cu的等温吸附曲线。土壤对铅的吸附量一般符合Langmuir和Freundlich方程，通过计算可得出吸附数据与这两个理论模式的拟合程度。 Langmuir方程的形式为： 　=KC Xmax/(1+KC) （1） 式中C为吸附平衡时Cu溶液的浓度（mg/L），X为土壤对Cu的吸附量（mg/g），Xmax为最大吸附量（mg/g），K为与吸附结合能有关的常数（L/mg）。 （1）式也可以改写为线性方程： C/X = 1/K + C/Xmax （2） Freundlich方程的形式为： X=KC1/n （3） 式中： X为土壤对Cu的吸附量（mg/g） C 为平衡溶液中汞的浓度（mg/L） K，n 为经验常数，其值决定于离子种类吸附剂性质及温度等。 （3）式也可以写成直线型方程： lgX=lgK+(1/n)lgC （4） 以 lgX对lgC 作图可得一直线，lgK为截距，1/n为斜率。由此求得常数 K, n。将它们代入（4）式，便能确定某一条件下的 Freundlich 方程，可以显示一定条件下土壤体系中的吸附现象。 三、仪器和试剂 1. 试剂： 1、1000mg/LCu(NO3)2溶液， 2、0.01mol/L NaNO3，并将pH调节至4.5； 3、土样：褐土，辗细，过100目筛 2. 仪器： 摇床、高速离心机、原子吸收分光光度计、30ml、60ml塑料瓶 四、实验步骤 1、分别称取过100 目筛土壤样品1.00g若干份，置于60ml塑料离心管中，分别添加0，5.0，10.0，25.0，50.0，75.0，100.0，150.0，200.0 mg/L Cu标准液，用0.01mol/L NaNO3补加至溶液体积为20ml，在往复式振荡机上振荡2h，置于25℃恒温干燥箱中保持24h，将样品用中速漏纸过滤于30ml塑料瓶中，以原子吸收分光光度计测上清液中Cu含量，采用差减法计算吸附量。 2、原子吸收光谱Cu工作曲线 用1000mg/LCu(NO3)2溶液，调节pH为4.5，然后分别配制成系列浓度为0、1、2、4、6、8、10 mg/L的Cu原子吸收标准溶液。 五、数据处理 1、土壤对Cu的吸附量 （5） 式中： X为土壤对Cu的吸附量（mg/g） Co 为土壤溶液中Cu的起始浓度(mg/L) C 为土壤溶液中Cu的平衡浓度(mg/L) V为土壤溶液的体积(mL) W 为烘干土样重(g) 由方程（4）可计算出不同平衡浓度下土壤对Cu的吸附量(mg/g) 2、 土壤对Cu的吸附等温 以吸附量 X对平衡浓度 C 作图，即可制得 25℃时在一定的 pH条件下土壤对Cu的吸附等温线。 3、求Xmax，K值和n值 根据Langmuir方程和Freundlich 方程，分别求出最大吸附量Xmax，K值和n值。 六、思考题 1、 为什么说实验中得到的土壤对Cu的吸附量为表观吸附量？ 2、 不同土壤对Cu吸附达到平衡所需的时间不同，因此，对实验中所用的土壤需测定吸附Cu的平衡时间，如何测定？ 3、 不同的 pH条件下，土壤对Cu的吸附作用是否相同？为什么？ 4、 查资料说明，土壤吸附重金属的主要影响因素有哪些？