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实验十矿物—水溶液界面吸附量测定—紫外光谱法一、目的要求1．了解用紫外分光光度计对矿物—水溶液界面吸附量测定的原理；2．了解和掌握紫外分光光度计测定矿物—水溶液界面吸附量测定的实验技术和操作。二、原理矿物的浮选分离是一个复杂的物理化学过程。矿物表面和各种药剂水溶液的相互作用，使矿物表面性质发生变化，矿物的可浮性也会发生改变，从而通过浮选使矿物得到分离。所以说，矿物—水溶液界面反应物性质在整个浮选过程具有关键性作用。因此，了解和测定矿物—水溶液界面反应物性质是非常必要的。界面反应物性质的间接测定，是用已知浓度和体积的药剂溶液与矿物作用后，测定残余溶液的浓度，可按下式计算出矿物对药剂的吸附量。(10－1)式中：Γ—矿物的吸附浓度(M/cm2)；C0—浮选剂溶液的初始浓度(M)；C—浮选剂溶液的残余浓度(M)；V—浮选剂溶液的体积(ml)；M—矿物的重量(g)；S—矿物的比表面积(cm2/g)。紫外光谱法的理论基础，是比尔—朗伯特定律。即溶液的吸光度在幅射波长一定，试样不变时，与溶液的浓度、溶液槽的厚度及溶液的吸收系数有关，其数学表达式为：(10－2)式中：A—溶液的吸光度；C—溶液的浓度；L—溶液槽的厚度；K—溶液的吸收系数，和入射辐射的波长以及吸收物质的性质有关，其单位为l/g·cm。若浓度单位为mol/1，则K的单位为1/mol·cm，称摩尔系数，用ε符号表示。实验证明，具有不同分子结构的各种物质，对电磁辐射显示选择吸收的特性。如果试液是一个单组分体系且符合比尔一朗伯特定律，则很易进行吸收物质的光度法测定。当试样中含有数种吸收物质，用普通的比色和光电比色法常常产生困难，必须事先进行分离及采取有效的避免干扰的办法。采用分光光度法，一般皆可不加分离地进行多组分混合物的分析。若混合物中各组分的特征吸收不相重叠，即当在波长λ1时，甲物质显著吸收而其他组合的吸收可以忽略；在波长λ2时，只有乙物质显著吸收而其他组分的吸收都微不足道，这样，便可在λ1、λ2波长处分别测定甲、乙组分。如硫氧化物阴离子的特征吸收波长为：、、和。我们可在不同的波长处，测出硫的氧化物阴离子的类型。三、仪器和试剂1．可见-紫外光分光光度计；2．离心机；3．pH计；4．各种纯矿物，细度为－320目；5．各种浮选剂；6．玻璃器皿；7．搅拌器；8．秒表。四、实验步骤l．绘制校正曲线在浮选剂用量的范围内，配制一系列不同浓度的标准溶液，以不含试样的空白溶液作参比，测定标准溶液的吸光度，绘制吸光度—浓度曲线。从校正曲线中可看出：如果吸光度—浓度呈直线关系，说明符合比尔—朗伯特定律。如果吸光度—浓度曲线不是呈直线关系，而是曲线，则在选择溶液浓度范围时，只可选取直线部分的范围。2．取细度为－320目的纯矿物1克，在10m1浮选剂溶液中搅拌，浮选剂的初始浓度要比校正曲线中最高标准试液浓度大。调整好pH值后，搅拌5分钟。3．在紫外光谱仪上调好选择的波长数，以不含试样的空白溶液（纯蒸馏水）作参比，把固—液分离得到的试样清液置于光谱仪中进行测定，获得该试样的吸光度。4．从校正曲线上查找该吸光度的对应浓度C0。5．根据C0、C和V，便可按式10－1计算出矿物的吸附量。五、数据处理1．用表格列出在选择的波长范围内，溶液吸光度与溶液浓度的对应关系；2．以浓度C为横坐标，吸光度A为纵坐标，画出吸光度—浓度校正曲线；3．从校正曲线中查出对应的清液吸光度之浓度；4．根据公式10－1，计算出矿物吸附选浮剂的吸附浓度Γ。六、思考题1．为什么说，用紫外光谱法测定固—液介面反应物的性质是固—液介面反应物性质的间接测定法?2．为什么用紫外光谱法来测定混合物时，不用事先进行分离和采取有效的避免干扰的办法?