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.1溶液吸附法测固体比表面积
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一、实验目的
（1） 用次甲基蓝水溶液吸附法测定颗粒活性炭的比表面积。
（2） 了解朗缪尔单分子层吸附理论及用溶液法测定比表面的基本原理。
二、 实验原理
在一定温度下，固体在某些溶液中的吸附与固体对气体的吸附很相似，可用朗缪尔（Langmuir）单分子层吸附方程来处理。
Langmuir吸附理论的基本假定是：固体表面是均匀的，吸附是单分子层吸附，被吸附在固体表面上的分子相互之间无作用力，吸附平衡是动态平衡。
根据以上假定，推导出吸附方程：
Γ=Γ∞Kc1+Kc（1）
式中：K为吸附作用的平衡常数，也称吸附系数，与吸附质、吸附剂性质及温度有关，其值愈大，则表示吸附能力愈强；Γ为平衡吸附量，1g吸附剂达吸附平衡时，吸附溶质的物质的量（mol·g-1）；Γ∞为饱和吸附量，1g吸附剂的表面上盖满一层吸附质分子时所能吸附的最大量（mol·g-1）；c为达到吸附平衡时，溶质在溶液本体中的平衡浓度（mol·L-1）。
将式（1）整理，得
1Γ=1Γ∞+1Γ∞K·1c（2）
以1Γ对1c作图得一直线，由此直线的斜率和截距可求得Γ∞、K以及比表面积S比。
S比=Γ∞NAA（3）
式中：NA为阿伏伽德罗常数；A为吸附质分子的截面积（m2）；S比为比表面积。
活性炭是一种固体吸附剂，对染料次甲基蓝具有很大的吸附倾向。
研究表明，在一定的浓度范围内，大多数固体对次甲基蓝的吸附是单分子层吸附符合朗缪尔吸附理论。
本实验以活性炭为吸附剂，将定量的活性炭与一定量的几种不同浓度的次甲基蓝相混，在常温下振**，使其达到吸附平衡。
用分光光度计测量吸附前后次甲基蓝溶液的浓度。
从浓度的变化求出每克活性炭吸附次甲基蓝的吸附量Γ。
Γ=（（4）
式中：V为吸附溶液的总体积（L）；m为加入溶液的吸附剂质量（g）；c和c０为平衡浓度和原始浓度（mol·L-1）。
当原始浓度过高时，会出现多分子吸附，如果平衡后的浓度过低，吸附又不能达到饱和。
因此原始浓度和平衡浓度都应选择在适当的范围。
本实验原始浓度为0.2%左右，平衡溶液浓度不小于0.1%。
次甲基蓝具有以下矩形平面结构:
ＮＨ３ＣＨ３ＣＨ３ＣＨ３＋Ｃl－
其摩尔质量为373.9g·mol-1，假设吸附质分子在表面是直立的，A＝1.52×10-18m2·分子-1。
用72型分光光度计进行测量时，次甲基蓝溶液在可见区有两个吸收峰：445nm和665nm，但在445nm处活性炭吸附对吸收峰有很大的干扰，故本实验选用的工作波长为665nm。
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