实验三土壤对铜的吸附

实验三 铜在土壤中的吸附

一、实验目的

1.了解影响土壤对铜吸附作用的有关因素。 2.学会建立吸附等温式的方法。 二、实验原理

不同土壤对铜的吸附能力不同，同一种土壤在不同条件下对铜的吸附能力也有很大差别。而对吸附影响比较大的两种因素是土壤的组成和pH。为此，本实验通过向土壤中添加一定数量的腐殖质和调节带吸附铜溶液的pH，分别测定上述两种因素对土壤吸附铜的影响

土壤对铜的吸附可采用Freundlich吸附等温式来描述。即：

Q?K?1/n式中：Q—土壤对铜的吸附量，mg/g；

ρ—吸附达到平衡时溶液中铜的浓度，mg/L；

K，n—经验常数，其数值与离子种类、吸附剂性质及温度等有关。 将Freundlich吸附等温式两边取对数，可得： lgQ?lgK?1lg?n以lgQ对lgρ作图可求得常数K和n，将K、n代入Freundlich吸附等温式，便可确定该条件下的Freundlich吸附等温式方程，由此可确定吸附量（Q）和平衡浓度（ρ）之间的函数关系。 三、仪器和设备 1.仪器 分光光度计；恒温振荡器；1cm玻璃比色皿； pH计，移液管；容量瓶；50mL聚乙烯塑料瓶；电子天平；针筒式滤膜过滤器等。 2.试剂 (1) 掩蔽剂柠檬酸铵溶液，200g/L。

(2) 缓冲溶液氯化铵-氨水溶液，50g/L。称量5.0g的氯化铵(分析纯)，移取20mL的浓氨水(分析纯)，搅拌溶解，转移到100mL容量瓶中，去离子水定容，溶液pH值在10.0左右。

(3) 显色剂BCO溶液，2g/L。称量0.20g的BCO(分析纯)，移取20mL无水乙醇(分析纯)，乙醇为助溶剂，溶解转移到100mL的容量瓶中，去离子水定容。

(4) 铜标准储备液，1000mg/L；准确称量0.9766g五水硫酸铜(分析纯)，去离子水搅拌溶解，加2mL浓硫酸防止铜离子水解沉淀。溶液转移到250mL容量瓶中，去离子水定容。试验时用去离子水稀释至所需浓度。

（5）NaOH溶液：10 mol/L，0. 5mol/L。

1号土壤样品：土壤样品风干、磨碎，过（100目）筛后装瓶备用。 2号土壤样品：取1号土壤样品，按10：1的比例加入腐殖酸，磨碎，过100目筛后装瓶备用。

四、实验步骤 1.铜溶液配制

铜标准系列溶液从1g/L铜标准浓度中分别取5、10、15、20、25ml,置于250ml的容量瓶中，去离子水定容；该标准系列溶液浓度为20.00、40.00、调节pH=2.5。60.00、80.00、100.00mg/L。

pH=5.5的铜系列标准溶液的配制，方法同上。

2.标准曲线的绘制

吸取20.0 mg/L的铜标准溶液0mL、0.5mL 、1mL、2mL、3mL 、4mL、5mL分别置于25mL的容量瓶中，依次加入200g/L的柠檬酸铵溶液2.5mL，50g/L的氨水-氯化铵缓冲溶液2.5mL，2g/L的BCO乙醇溶液2.5mL，每加入一种试剂后都需摇匀，最后去离子水定容，摇匀。溶液显色5min，用1cm玻璃比色皿在波长为600nm处测吸光度。以扣除试剂空白后的吸光度为纵坐标、铜离子浓度为横坐标，绘制标准曲线。 3．土壤对铜的吸附量的测定

（1）分别称取1、2号土壤样品各5份，每份0.2500g，分别置于100mL聚乙烯塑料瓶中。

（2）依次加入50 ml pH=2.5或pH=5.5浓度为20.00、40.00、60.00、80.00、100.00mg/L铜标准溶液。

将上述样品在恒温水浴振荡器中，在25℃下进行恒温振荡150次/分，振荡90min后。用过滤膜过滤，取上清液1ml于25ml比色管中，依次加入200g/L的

柠檬酸铵溶液2.5mL，50g/L的氨水-氯化铵缓冲溶液2.5mL，2g/L的BCO乙醇溶液2.5mL，每加入一种试剂后都需摇匀，最后去离子水定容，摇匀。溶液显色5min，用1cm比色皿在波长为600nm处测吸光度。绘制溶液中铜浓度和土壤对铜的吸附量的关系曲线。

五、数据处理

1．土壤对铜的吸附量可通过下式计算：

Q?(?0??)V1000W其中：Q—土壤对铜的吸附量，mg/g。 ρ0—溶液中铜的起始浓度，mg/L。 ρ—溶液中铜的平衡浓度，mg/L。 V—溶液的体积，mL。 W—烘干土壤重量，g。

由此方程可计算出不同平衡浓度下土壤对铜的吸附量。 2．建立土壤对铜的吸附等温线

以吸附量（Q）~浓度（ρ）作图即可制得室温下pH=2.5或pH=5.5条件下土壤对铜的吸附等温线。

3．建立Freundlich方程

以lgQ~lgρ作图，根据所得直线的斜率和截距可求的两个常数K和n，由此可确定室温时pH=2.5或pH=5.5条件下，不同土壤样品对铜吸附的Freundlich方程。

思考题：

1.土壤的组成和溶液的pH对铜的吸附量有何影响？为什么？

2本实验得到的土壤对铜的吸附量应为表观吸附量，它应当包括铜在土壤表面上哪些作用的结果？