KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRẦN MẠNH LỤC
SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH
1
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA HÓA
ĐỀ TÀI:
“Nghiên cứu hoạt hóa than bùn- Liên Chiểu,Đà
Nẵng bằng axit HCl và ứng dụng làm vật liệu hấp
phụ ion Cu
2+
trong dung dịch nước ” Sinh viên thực hiện : Lê Thị Thùy Linh (16/05/1990)
Lớp : 08SHH
Giảng viên hƣớng dẫn : TS. Trần Mạnh Lục
, 2012
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRẦN MẠNH LỤC
SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH
2
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
6. Ngày hoàn thành: 10/03/2012
Chủ nhiệm khoa Giáo viên hướng dẫn
( Ký và ghi rõ họ tên) ( Ký và ghi rõ họ tên) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRẦN MẠNH LỤC
SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH
3
PGS.TS. Lê Tự Hải TS. Trần Mạnh Lục
Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày 25 tháng 05 năm 2012
Kết quả điểm đánh giá: Ngày … Tháng……năm 2012
CH TCH HNG
(Ký và ghi rõ họ tên)
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRẦN MẠNH LỤC
SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH
4
MỞ ĐẦU
Từ các kết quả khảo sát địa chất đã cho thấy ở Việt Nam có một lượng than
bùn rất dồi dào, được phân bố hầu như khắp các tỉnh trong cả nước. Riêng ở vùng
Quảng Nam – Đà Nẵng đã có hàng chục mỏ than bùn được thăm dò, điều tra đánh
giá trữ lượng, chất lượng và bước đầu dược khai thác sử dụng.
Than bùn được hình thành do sự tích lũy lâu đời của các xác thực vật phân giải
trong điều kiện thừa ẩm, thiếu không khí. Kết quả của sự phân giải này là các xác
thực vật không được phân giải hoàn toàn mà hình thành một lớp chất hữu cơ gồm
những phần còn lại của thực vật đang bị phân giải dở dang, mùn mục và chất
khoáng. Lớp chất hữu cơ đó được gọi là “than bùn”. [2]
1.1.1.2. Phân loại than bùn
Có thể chia than bùn thành 3 loại: than bùn nông, than bùn sâu và than bùn
chuyển tiếp.
Than bùn nông: được hình thành do sự tích tụ xác, bã các loại cây có ít dinh
dưỡng như: lau, sậy, lăn, lác ở những nơi địa hình tương đối cao.
Than bùn sâu: trong điều kiện địa hình thấp, có đầm lầy nước đọng và nhiều
chất dinh dưỡng, các loại cây được phát triển tốt như: cỏ lông lợn, cỏ sâu róm, rêu,
lăn, lác, lau, sậy và các loại cây nhỏ. Xác bã loại cây này tích tụ dần thành than bùn
sâu. Đặc điểm than bùn sâu là chứa nhiều chất dinh dưỡng và ít chua.
Than bùn chuyển tiếp: ở giữa hai loại than bùn trên. Đặc điểm của than bùn
nông và than bùn chuyển tiếp là ít dinh dưỡng, mức độ mùn hoá thấp và chua. [2]
1.1.1.3. Một số tính chất hóa lí của than bùn
Màu sắc: đen, sẫm hoặc nâu nhạt.
Cấu trúc: xốp hoặc nát bụi hoặc quyện thành bùn.
Mức độ phân giải:
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRẦN MẠNH LỤC
SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH
6
- Loại tỉ lệ phân giải thấp: ~20%: còn giữ nguyên dạng của cây.
- Loạị tỉ lệ trung bình: 30 - 40%: hình dạng của cây khó phân biệt, có ít mùn
mục.
Khả năng giữ nước: biến thiên từ: 75 - 275%
Dung tích hấp phụ: 150 - 250 mlđlg/100 gam than bùn khô
Khả năng giữ nước và dung tích hấp phụ của than bùn khác nhau với các loại
trôi.
Tính chất đặc trưng của chất mùn là tính đa dạng và tính phức tạp của nó – tức
là thành phần của chúng khác nhau theo từng thời kỳ mùn hóa.
Nhóm chất mùn có thể chia ra thành một số nhóm nhỏ dựa vào thành phần,
tính chất, kích thước phân tử, mức độ di chuyển và vai trò của nó trong quá trình
hình thành đất.
Vấn đề thành phần và danh pháp của chất mùn cho đến nay vẫn chưa có thể
xem như là đã được giải quyết.
Trên cơ sở những nghiên cứu của I.V.Chiurin, M.M.Cônônôva, Đrahunôp,
L.H.Alêchxanđrôp và những nhà nghiên cứu khác, người ta chia nhóm chất mùn
đặc trưng ra thành 2 nhóm cơ bản của axit mùn.
Nhóm axit humic: bao gồm axit humic (axit màu xám- theo thuật ngữ của các
nhà thổ nhưỡng Đức) và axit ulmic (axit màu nâu- theo thuật ngữ của các nhà thổ
nhưỡng Đức). Ngoài ra, trong nhóm này còn có axit hematomelanic- đó là một phần
của axit humic hòa tan trong rượu.
Axit humic là những axit hữu cơ cao phân tử, chứa nitơ và có cấu trúc vòng.
Chúng hòa tan tốt trong các dung dịch loãng của hydroxit kiềm và cacbonat
kiềm,…Trong dung dịch hòa tan chúng có màu nâu đến đen. Axit humic thực tế
không hòa tan trong nước và các axit vô cơ.
Axit humic có thành phần nguyên tố chủ yếu là cacbon, hydro, oxy và nitơ.
Hàm lượng mỗi nguyên tố trong axit humic thay đổi phụ thuộc vào loại đất, thành
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRẦN MẠNH LỤC
SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH
8
phần hoá học xác hữu cơ, điều kiện mùn hoá và phương pháp tách chúng ra. Hàm
lượng các nguyên tố hoá học trong axit humic thay đổi trong phạm vi như sau:
C: 50 - 60% O: 31 - 40%
H: 2,8 – 6,6% N: 2 - 6%
Ngoài 4 nguyên tố hoá học chủ yếu trên, trong axit humic còn chứa các
fulvat. Fulvat amoni và kiềm hòa tan trong nước ở bất cứ pH nào của dung dịch.
Fulvat kim loại kiềm thổ hòa tan trong dung dịch axit, trung tính và kiềm yếu.
Axit fulvic có khả năng tác dụng với các hydroxyt của sắt và nhôm tạo thành
các muối phức hợp hòa tan và không hòa tan. Chúng được tạo thành do phản ứng
thay thế ion hydro trong các nhóm định chức của axit fulvic bằng hydroxyt sắt và
nhôm tương tự như sự thay thế ở axit humic. Do đó, tính tan của các muối phức hợp
này do hàm lượng tương đối của sắt trong chúng và mức độ pha loãng của dung
dịch quyết định. Nồng độ axit fulvic càng lớn, hàm lượng của sắt nhôm càng cao thì
phức hợp được tạo thành trong đất hòa tan càng yếu.
Nhiều nhà nghiên cứu phân chia các chất mùn ngoài hai nhóm trên còn nhóm
thứ ba là nhóm humin. Chúng cũng là các axit humic, song có cấu tạo đơn giản và
liên kết với những phần khoáng, khoáng sét của đất rất chặt chẽ. Điều này giải thích
tính bềnh vững của humin khi tác động axit hoặc kiềm lên nó. Đạm trong humin
chứa khoảng 20- 30% tổng số đạm của đất. Trong đất chỉ một phần nhỏ chất mùn ở
trạng thái tự do còn axit humic, axit funvic liên kết với nhau tạo ra những chất phức
tạp [6], [20].
1.1.3. Than bùn Việt Nam
1.1.3.1. Trữ lượng và địa điểm phân bố
Theo tài liệu dự báo đánh giá tiềm năng than bùn Việt Nam của Tập đoàn
Công nghiệp than - Khoáng sản năm 1985 thì tài nguyên than bùn của Việt Nam
được ước tính là 7100 triệu mét khối, trong đó: Nam Bộ là 5000 triệu mét khối,
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRẦN MẠNH LỤC
SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH
10
đồng bằng ven Miền Trung là 450 triệu mét khối và đồng bằng Bắc Bộ là 1650 triệu
mét khối [21].
Bảng 1.1. Trữ lượng than bùn các vùng ở nước ta năm 2006 [1], [20]
Vùng
Đông Nam Bộ
- Bà Rịa Vũng Tàu
- TP. Hồ Chí Minh
2500,00
1037,00
ĐB Sông Cửu Long
- Tiền Giang
- An Giang
- Sóc Trăng
- Kiên Giang
- Cà Mau
2700,00
15505,00
405,00
193662,00
163200,00
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRẦN MẠNH LỤC
SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH
11
Than bùn nằm rải rác khắp mọi nơi và nằm cách mặt đất không sâu, vì thế việc
phát hiện than bùn tương đối đơn giản. Về chi tiết, than bùn Việt Nam đã được điều
tra tại 176 điểm khoáng và mỏ. Việc thăm dò than bùn mới được tiến hành từ năm
1963 nhưng chưa làm được bao nhiêu so với những điểm than bùn đã biết.
1.1.3.1. Đặc điểm chung
Do điều kiện tự nhiên, điều kiện khí hậu và đặc điểm thực vật của từng vùng,
các mỏ than bùn ở nước ta cũng có những đặc điểm khác nhau.
- Loại mỏ than bùn ngập nước theo mùa như mỏ Ba Sao (Hà Nam) hàng năm
vào vụ hanh thì khô, vụ mưa thì ngập nước. Mùa hanh khô các thực vật sống trên
4
+
) từ 150-250 mlđlg/100 gam than bùn
khô (tức là vào khoảng 2,7 – 4,5%).
Bề dày các mỏ than bùn nước ta khoảng 0,5-3,6m, thường ở lớp đất mặt (0,2-
3,5m), có khi nằm lộ thiên. Các nhà khoa học đã xác nhận rằng cứ sau 1 năm, trên
mặt bằng mọc lên một lớp than bùn có bề dày 1mm. Như vậy, các mỏ than nước ta
ít ra cũng có một thời kỳ lịch sử của sự phân giải và hình thành từ 500 - 3600 năm,
chưa kể thời gian xuất hiện lớp đất phủ trên mặt mỏ hiện nay [2], [10].
1.1.3.3. Đặc tính của của một số nguồn than bùn của việt Nam
Bảng 1.2. Đặc tính các mẫu than bùn ở Miền Bắc [2]
Mỏ than bùn
% hữu cơ
% N
2
% P
2
O
5
% K
2
O
Nam Định (Ý Yên)
Hưng Yên (Khoái Châu)
Hà Bắc (Tiên Sơn)
Ninh Bình (Đồng Giao)
Vĩnh Phúc (Lập Trạch)
Sơn Tây (Ba Vì)
0,96
0,12
1,25
1,48
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRẦN MẠNH LỤC
SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH
13
Bảng 1.3. Đặc tính các mẫu than bùn Hoà Khánh- Liên Chiểu-Đà Nẵng[11]
Mẫu
%Tro
%Mùn
%N
2
% P
2
O
5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1,03
2,15
2,30
0,65
0,87
0,87
1,39
0,076
0,100
0,81
0,100
0,083
0,115
0,130
0,110
0,062
0,100
0,179
0,074
Bảng 1.4. Đặc tính các mẫu than bùn miền Đông Nam Bộ [21]
Mỏ than bùn
% N
% P
2
O
5
% K
2
O
500-3000% (1kg than bùn có thể hút giữ từ 5-30kg nước và hơn nữa). Sợi thực vật
là thành phần không bị phân hủy trong xác thực vật, có sức hút nước lớn nhất nên ở
những mỏ than bùn có trình độ phân giải thấp dùng làm nguyên liệu độn chuồng là
thấp nhất [2].
1.1.3.4. Sử dụng than bùn sản xuất than hoạt tính để xử lý nước sinh hoạt
Sử dụng than bùn sản xuất than hoạt tính để xử lý nước sinh hoạt mang lại
hiệu quả cao, đáp ứng được yêu cầu cấp bách cho nhiều vùng trong cả nước. Vùng
nguyên liệu than bùn ở U Minh, Đồng bằng sông Cửu Long có chất lượng cao và dễ
khai thác, chế biến. Viện nghiên cứu địa chất và khoáng sản phối hợp nghiên cứu
với các đơn vị nghiên cứu quân đội cho kết quả khả quan. Dự án mà Viện đề suất,
được Bộ công nghiệp chấp thuận, nếu được triển khai sẽ mở ra khả năng lớn trong
việc sử dụng nước sạch cho một vùng rộng lớn trong cả nước. Vừa qua Viện nghiên
cứu địa chất và khoáng sản (Bộ công nghiệp) cùng Phân viện phòng hóa vũ khí
NBC và Trung tâm công nghệ xử lý môi trường (Bộ quốc phòng) đã phối hợp
nghiên cứu thành lập Dự án: "Sử dụng than bùn làm than hoạt tính để xử lý nước
sinh hoạt nông thôn thí điểm ở xã Bình tân (huyện Gò Công Tây, tỉnh Tiền Giang)
và mở rộng khả năng ứng dụng ở các tỉnh Trà Vinh, Khánh Hòa và Quảng Ninh".
Dự án đã được thẩm định và xét duyệt, và đã được Bộ công nghiệp đề nghị Chương
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRẦN MẠNH LỤC
SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH
15
trình mục tiêu Quốc gia nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn (do Bộ nông
nghiệp và phát triển nông thôn chủ quản) xem xét, triển khai vào kế hoạch năm
2001 và những năm tiếp theo. Chúng ta cần lưu ý rằng, về công nghệ thì sử dụng
than hoạt tính để xử lý nước sinh hoạt là giải pháp đã được áp dụng rộng rãi trên thế
giới. Công nghệ này đã được áp dụng thành công ở tỉnh Sơn La. Hiện tại, trung tâm
công nghệ xử lý môi trường (Bộ tư lệnh hóa học) đã có xưởng sản xuất qui mô nhỏ
và sẵn sàng chuyển giao cho các địa phương có nhu cầu, và có khả năng thiết kế -
chế tạo thiết bị lọc nước đi kèm, là tiền đề để áp dụng và mở rộng qui mô nếu được
Lúc đầu có nhiều nhà bác học đã đưa ra những giải thích đơn giản về sự làm
giàu của các nguyên tố vi lượng trong than. Như V.M. Goldschimid đặc biệt coi
trọng vai trò mao dẫn của các nguyên tố dinh dưỡng và nguyên tố bao bì trong cuộc
sống của thực vật. Ông cho rằng thực vật lấy các cation trong nước thổ nhưỡng rồi
sau đó tích tụ trong cành lá của cây. Từ đó ông xác định rằng các nguyên tố vi
lượng và một số nguyên tố khác bằng con đường cơ học được vận chuyển vào bề
mặt trái đất mà ở đó đã có sẵn các nguyên tố vi lượng. Có thể quan sát thấy các
nguyên tố đó cuối cùng được kết tủa luân chuyển của thực vật. Ngoài ra còn có thể
có những khả năng về những nguyên nhân của sự tích tụ đó, như sự hấp thu lên bề
mặt các hydroxit Fe, Mn…đang kết tủa hoặc sự lắng đọng ở những vùng đặc biệt
của môi trường sinh sống. Ví dụ sự thối rửa của thực vật trong nước mưa do các vi
khuẩn yếm khí kéo theo sự kết tủa do quá trình bay hơi của H
2
S…
Tuy nhiên, khi chú ý đến sự tích tụ của Uran trong vật chất hữu cơ hóa thạch –
đây là sư tích tụ khá rõ nét, thì các nhà khoa học đã đặt ra một câu hỏi khác. Uran
không liên quan trực tiếp đến sự sống và sự hủy hoại của thực vật. Uran được mang
đến và có trong thực vật là do quá trình vận lưu của nước tự nhiên. Nồng độ của
Uran trong nước tự nhiên thường là vài mg/tấn, ngoại trừ một vài trường hợp đạt
100mg/tấn. Trong khi đó những nghiên cứu về hàm lượng Uran trong các đá thực
vật, trong than bùn chứa Uran đạt tới nồng độ 50 – 200 g/tấn, nghĩa là quá trình làm
giàu của Uran ở đây rất mạnh. Giữa 2 quá trình làm giàu này khác biệt nhau tới hơn
10000 lần. Như vậy, nếu như coi trọng vai trò mao dẫn của thực vật thì quả là khó
khăn trong việc giải thích điều này. Phải chăng có sự liên quan về nguồn gốc chung
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRẦN MẠNH LỤC
SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH
17
cho sự tích tụ các cation, chứ không phải chỉ đơn thuần là do nhu cầu của quá trình
sống trong thực vật?
với vật chất hữu cơ hóa thạch. Qua nghiên cứu cho thấy, 2 nguyên tố này có tính
chất hóa học chung: dễ dàng bị khử từ dạng anion VO
-
3
,
MnO
4
2-
thành dạng cation
VO
2+
, Mo
5+
… Những thí nghiệm sau đó đã cho thấy rằng khi nước tự nhiên có chứa
nhiều ion Valadat, Molipdat tiếp xúc với than bùn, thì than bùn khử chúng thành
các cation và kết hợp rất mạnh với các cation vừa được tạo thành bằng quá trình
trao đổi như trên. Quá trình này xảy ra ngay ở điều kiện thoáng khí. Như vậy bằng
phương thức này, ngay cả những nguyên tố lưỡng tính vận chuyển ở dạng anion
cũng có thể tích tụ trong than bùn sau khi bị than bùn khử về cation [20].
Những thí nghiệm sau đó được tiếp tục với việc đi sâu vào nghiên cứu về khả
năng trao đổi cation của axit humic trong than bùn không hòa tan. Quá trình làm
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRẦN MẠNH LỤC
SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH
18
sạch than bùn được tiến hành cẩn thận sao cho không làm giảm tính chất kết hợp
uran của chúng trong phạm vi lớn. Lấy 1g mẫu than bùn khô khuấy đều với dung
dịch nitrat uran rất loãng ở pH = 4 – 6 thì thấy cation uran mất đi một cách nhanh
chóng (trong khoảng 1 phút) và đạt tới trạng thái cân bằng. Tiếp tục khuấy 1g mẫu
19
Phân tử lượng của phân tử axit humic thay đổi nhiều (tùy thuộc vào nguồn
gốc của axit humic và phương pháp xác định), có thể thay đổi từ 400 - 100000
đ.v.C. Một số tác giả đã đưa ra công thức thực nghiệm của axit Humic như sau:
Sver Aden A.A Smith với C
60
H
52
O
24
(COOH)
4
, Dragunov với C
60
H
52
O
24
(COOH)
4
và C
59
H
41
O
17
(COOH)
4
(OH)
SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH
20
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRẦN MẠNH LỤC
SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH
21
O
O
O
H
H
HO
HO
HO
H
H
H
H
H
OH
H
COOH
H
nặng [23].
Theo nghiên cứu của nhiều nhà khoa học khác, trong phân tử của nhiều axit
humic chứa một số nhóm định chức của cacboxyl, hidroxyl. Tuy nhiên về số lượng
của hai nhóm định chức này trong phân tử axit humic thì đến nay các ý kiến không
thống nhất với nhau. Chẳng hạn đối với axit humic có trọng lượng phân tử là 1200
thì W. Fuch cho rằng có 4 nhóm cacboxyl. Nói chung những tài liệu thu được về
vấn đề này bằng phương pháp khác nhau và đối với những dung dịch khác nhau của
axit humic là không đồng nhất. Theo những nghiên cứu của Alêcsanđrôpva cho
thấy: số lượng nhóm cacboxyl và phenol hyđroxyl trong phân tử axit humic không
cố định mà phụ thuộc vào thời kỳ mùn hoá, điều kiện của quá trình mùn hoá, thành
phần của chất hữu cơ ban đầu [2].
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRẦN MẠNH LỤC
SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH
22
1.1.5.2. Khả năng hấp phụ của axit humic trong than bùn.
Với đặc điểm chứa nhiều nhóm chức có khả năng phản ứng cao, axit humic
có khả năng hấp phụ - trao đổi với cation kim loại. Những tính chất trao đổi cation
của axit humic có thể so sánh với nhựa trao đổi ion nhân tạo dạng cacboxyl hóa đa
thơm. Những thí nghiệm chứng minh đã thực hiện về sự trao đổi cation của những
cột độn than bùn điều chế giàu axit humic. Những nghiên cứu về sự rửa giải với
nhiều loại phóng xạ của nhiều cation khác nhau chứng minh bản chất rất tương tự
đó của sự trao đổi cation nhân tạo.
Phần lớn các sản phẩm phân rã hạt nhân đều bị axit humic hấp phụ. Điều này
đã làm cho axit humic trở thành vật chất rất đáng được chú ý trong những vấn đề
còn bỏ ngỏ – cùng với sự phát triển của công nghiệp năng lượng nguyên tử, những
nghiên cứu của chúng ta về vấn đề này là rất lạc quan, mặc dù công việc này chưa
được ứng dụng trong phạm vi rộng rãi [23].
Gần đây, hàng loạt các công trình nghiên cứu khả năng hấp phụ - trao đổi
cation của axit humic, cho thấy chúng có thể ứng dụng để tách sau đó sử dụng lại
Quá trình hấp phụ diễn ra rất nhanh, giai đoạn quyết định tốc độ quá trình có
thể là khuếch tán ngoài hoặc khuếch tán trong. Trong vùng khuếch tán ngoài tốc độ
hấp phụ phụ thuộc vào vận tốc dòng chất lỏng. Trong khi vùng khuyếch tán trong,
cường độ chuyển khối phụ thuộc vào loại, kích thước mao quản của chất hấp phụ,
hình dạng và kích thước hạt của phân tử chất bị hấp phụ, kích thước phân tử của
chất bị hấp phụ, hệ số dẫn khối…[3]
1.2.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình hấp phụ
1.2.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Trong quá trình hấp phụ, năng lượng tự do bề mặt hệ giảm, nghĩa là ∆G < 0.
Đồng thời độ hỗn độn của hệ giảm (do các tiểu phân của chất bị hấp phụ lên trên bề
mặt chất hấp phụ được sắp xếp một cách có trật tự), nghĩa là ∆S < 0. Từ đó suy ra:
∆G = ∆H – T.∆S < 0, do đó ∆H < 0.
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. TRẦN MẠNH LỤC
SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH
24
Vậy quá trình hấp phụ là quá trình tỏa nhiệt. Điều này phù hợp với thực
nghiệm: hấp phụ vật lý hay hấp phụ hóa học đều tỏa nhiệt.
Vì sự hấp phụ tỏa nhiệt nên theo nguyên lý chuyển dịch cân bằng, lượng chất
hấp phụ phải giảm khi nhiệt độ tăng. Tuy vậy, ở vùng nhiệt độ thấp, hấp phụ hóa
học thường diễn ra chậm, và khi nhiệt độ tăng thì tốc độ hấp phụ có thể tăng theo.
Tốc độ quá trình hấp phụ của các chất khác nhau trên những chất hấp phụ khác
nhau thay đổi trong khoảng khá rộng. Sự hấp phụ khí và hơi có thể xảy ra với tốc độ
nhanh có thể đo được.
Thông thường, đối với cùng một vật chất nhưng ở khoảng nhiệt độ khác nhau
có thể quan sát được cả hai kiểu hấp phụ: ở những nhiệt độ thấp quan sát thấy sự
hấp phụ vật lý, ở nhiệt độ cao quan sát sự hấp phụ hóa học. Cả hai quá trình này
thường được gắn với một quá trình trung gian, nét đặc trưng của vùng trung gian là
lượng chất bị hấp phụ tăng khi nhiệt độ tăng.
1.2.2.2. Ảnh hưởng của tính tương đồng
diện tích bề mặt đó là khác nhau. Ví dụ: chất rắn trong môi trường tự nhiên (đất
sét, ) có diện tích riêng thay đổi với trạng thái hóa lý của môi trường nước. Chất
hấp phụ công nghiệp (chủ yếu là than hoạt tính) có thể có bề mặt riêng rất lớn
khoảng 600-1200 m
2
/g, các chất hấp phụ khác như hydroxyt kim loại tạo ra trong
quá trình đông tụ - kết bông phát triển thành một diện tích rất lớn mà có sự phụ
thuộc chặt chẽ vào độ pH.
* Ảnh hưởng của bản chất của mối liên kết chất bị hấp phụ - chất hấp phụ,
nghĩa là từ năng lượng tự do tương tác giữa vị trí hấp phụ và phần phân tử tiếp xúc
với bề mặt. Thời gian tiếp xúc giữa chất rắn và chất hòa tan. Khi cân bằng có sự
trao đổi dộng lực giữa các phân tử của pha hấp phụ và các phân tử ở lại trong dung
dịch.
Người ta phân biệt hai kiểu hấp phụ: hấp phụ trong điều kiện tĩnh và hấp phụ
trong điều kiện động.
- Hấp phụ trong điều kiện tĩnh là không có sự chuyển động tương đối của phân
tử chất lỏng (nước) so với phân tử chất hấp phụ mà chúng cùng chuyển động với
nhau. Biện pháp thực hiện là cho chất hấp phụ vào nước và khuấy trộn trong một
Copyright: Tài liệu đại học ©