实验六 土壤对铜的吸附
一． 实验目的
1. 掌握制作土壤对铜的吸附等温线,并求得Freundlich方程中的K、n值。 2. 了解pH对土壤对铜吸附作用的有关因素。 二． 实验原理
铜是植物生长所必不可少的微量营养元素，但含量过多也会使植物中毒。因此，研究土壤对铜的吸附特性，有助于了解铜进入土壤后的变化规律，从而为合理施用铜肥及处理土壤的铜污染提供理论依据。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是pH.。为此，本实验通过向土壤中调节待吸附铜溶液的pH，分别测定不同pH条件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： X＝K*C1/n (1) 式中：X——土壤对铜的吸附量，mg/g；
C——吸附达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： 1g X = lgK +
1lgC (2) n以1gX对1gC作图可求得常数K和n，将K、n代人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（X）和平衡浓度(C)之间的函数关系。 三． 仪器和试剂 1. 仪器
(1) 原子吸收分光光度计。(2) 恒温振荡器。 (3) 离心机。(4) 酸度计。(5) 复合电极。 (6) 容量瓶：50 mL，250 mL，500 mL。 (7) 聚乙烯塑料瓶：50 mL。 2. 试剂
(1) 二氯化钙溶液(0.01 mol/L)：称取1.5 g CaC12 · 2H2O溶于1L水中。 (2) 铜标准溶液（1000 mg/L）：将0.5000 g金属铜（99.9%）溶解于30 mL l:1HNO3中，用水定容至500 mL。
(3) 50 mg/L铜标准溶液：吸取25 mL 1000 mg/L铜标准溶液于500 mL容量瓶中，加水定至刻度。
(4) 硫酸溶液：0.5 mol/L。 (5) 氢氧化钠溶液：1 mol/L。
(6) 铜标准系列溶液（pH=2.5）：分别吸取0、2.50、5.00、10.00、15.00、20.00、25.00、30.00 mL的铜标准溶液于250 mL烧杯中，加0.01 mol/L CaCl2溶液，稀释至240 mL，先用0.5 mol/L H2SO4调节pH＝2，再以1 mol/L NaOH溶液调节pH＝2.5，将此溶液移入250 mL
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容量瓶中，用0.01 mol/L CaCl2溶液定容。该标准系列溶液浓度为10，20，40、60、80、100、120 mg/L。
按同样方法，配制pH= 5.5的铜标准系列溶液。
(7)土壤样品：将新采集的土壤样品经过风干、磨碎，过0.15 mm (100目）筛后装瓶备用。
四． 实验步骤 1. 铜的标准曲线的绘制
吸取50 mg/L的铜标准溶液0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL分别置于50 mL容量瓶中，加2滴0.5 mol/L的H2SO4，用水定容，其浓度分别为0、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mg/L。然后在原子吸收分光光度计上测定吸光度。根据吸光度与浓度的关系绘制标准曲线。
原子吸收测定条件：波长：324. 7 nm；灯电流2 mA；光谱通带（埃）：0.25；增益粗调：2；燃气：乙炔；助燃气：空气；火焰类型：氧化型。 2. 土壤对铜的吸附
称取14份1.200克土壤样品分别置于50 mL聚乙烯塑料瓶中,依次加入25 mL pH为2.5和5.5,浓度为10.0，20.0，40.0，60.0，80.0，100.0，120.0 mg/L铜标准系列溶液，盖上瓶塞后置于恒温振荡器上。在25℃下振荡5小时。取10mL土壤浑浊液于离心管中，离心5 min（3000r/min），吸取上层清液5.00 mL于50 mL容量瓶中，加2滴0.5 mol/L的H2SO4溶液，用水定容后，用原子吸收分光光度计测定吸光度。剩余土壤浑浊液用酸度计测定pH。
五． 数据处理
1. 土壤对铜的吸附量可通过下式计算：
X=（C0-C）*V/1000W 式中：X——土壤对铜的吸附量，mg/g； C0——溶液中铜的起始浓度，mg /L； C——溶液中铜的平衡浓度，mg/L； V——土壤溶液的体积，mL； W——烘干土样重量，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(X)对平衡浓度(C)作图即可制得25℃时不同pH条件下土壤对铜的吸附等温线。
3. 建立Freundlich方程
以1gX对1gC作图，根据所得直线的斜率和截距可求得两个常数K和n，由此可确定25℃时不同pH条件下土壤样品对铜吸附的Freundlich方程。 六． 讨论
1.溶液的pH值对铜的吸附量有何影响？为什么？
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2. 实验过程中应注意哪些关键问题？
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