1
CƠ SỞ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ HÓA LÝ
Qua
Qua
ù
ù
tr
tr
ì
ì
nh
nh
keo
keo
tu
tu
ï
ï
ta
ta
ï
ï
o
o
bông
bông
Qua
Qua
ù
ù
tr

n
kh
kh
í
í
Qua
Qua
ù
ù
tr
tr
ì
ì
nh
nh
trao
trao
đ
đ
o
o
å
å
i
i
ion
ion
Cơ sở q trình hấpphụ (Adsorption)
Định nghĩa
Là 1 hiệntượng bề mặt

t
t
ly
ly
ự
ự
(Physical Adsorption)
(Physical Adsorption)
Nhụ
Nhụ
ứ
ứ
ca
ca
ự
ự
c
c
l
l
ửù
ửù
c
c
lieõn
lieõn
ke
ke
ỏ
ỏ

ủ
ủ
a
a
lụ
lụ
ự
ự
p
p
,
,
thua
thua
ọ
ọ
n
n
nghũch
nghũch
HP
HP
Va
Va
ọ
ọ
t
t
ly
ly

khoõng
khoõng
thay
thay
ủ
ủ
o
o
ồ
ồ
i
i


t
t
co
co
ự
ự
t
t
ớ
ớ
nh
nh
cho
cho
ù
ù

a
a
AC
AC


/v
/v
CO
CO
2
2
, C
, C
2
2
H
H
5
5
OH,
OH,


3
C s quỏ trỡnh hpph
HP
HP
ho
ho

ự
ự
a
a
ho
ho
ù
ù
c
c
Ha
Ha
ỏ
ỏ
p
p
phu
phu
ù
ù
ủ
ủ
ụn
ụn
lụ
lụ
ự
ự
p
p

ủ
ủ
o
o
ồ
ồ
i
i
Khoõng
Khoõng
thua
thua
ọ
ọ
n
n
nghũch
nghũch
T
T
ớ
ớ
nh
nh
cho
cho
ù
ù
n
n



t
t
r
r


ng
ng
AgI
AgI


/v
/v
Ag
Ag
+
+
trong
trong
dd
dd
C s quỏ trỡnh hpph
Kha
Kha
ỷ
ỷ
naờng

ớ
ch
ch
be
be


ma
ma
ở
ở
t
t
cha
cha
ỏ
ỏ
t
t
ha
ha
ỏ
ỏ
p
p
phu
phu
ù
ù
(m

bũ
ha
ha
ỏ
ỏ
p
p
phu
phu
ù
ù
Va
Va
ọ
ọ
n
n
to
to
ỏ
ỏ
c
c
t
t
ử
ử
ụng
ụng
ủ

tha
ứ
ứ
nh
nh
lieõn
lieõn
ke
ke
ỏ
ỏ
t
t
:
:
ho
ho
ự
ự
a
a
hay
hay
ly
ly
ự
ự
ho
ho
ù

Waals
LK
LK
t
t
ó
ó
nh
nh
ñ
ñ
ie
ie
ä
ä
n
n
LK Hydro
LK Hydro
LK
LK
ho
ho
ù
ù
a
a
ho
ho
ï

á
i
i
tr
tr
í
í
Liên kết Van der Waals
5
Liên kếtHydro
Liên kếttĩnh điện
6
Nhiệthấpphụ
{ Tỏanhiệt
{ Độ hấpphụ tăng khi nhiệt độ giảm
{ NhiệtHP vậtlýnhỏ, nhiệt HP hóa họclớn
{ Nhiệthấpphụ tích phân (cal/g): lượng nhiệt thoát
ra tính cho 1g chấthấpphụ
{ Nhiệthấpphụ vi phân (cal/mol): là lượng nhiệt
thoát ra khi hấpphụ thêm mộtlượng nhỏ chấtbị
hấpphụ và quy vềứng với1 mol
Tính chọnlọc định hướng
Quy tắcchọnlọc định hướng
¾ Những chấtcót/ctương tự nhau dễ HP vào
nhau
¾ NếulàHP hóahọc đ/v các ion
¾ Ion có trong thành phầncấutạotinhthểởbề mặt: bị
HP trước
¾ Ion tương tự có khả năng hoàn thành cấutạomạng
lướitinhthểởbề mặt

(G)
Là lượng chất bò hấp phụ đã bò hấp phụ trên 1 đơn vò
diện tích bề mặt hoặc 1 đơn vò khối lượng chất hấp
phụ (ở trạng thái cân bằng hấp phụ).
S
n
G =
m
n
G =
hay
n: số mol chấtbị hấpphụ
S: diệntíchbề mặt(m
2
)
m: khốilượng chấthấpphụ (g)
Cơ sở q trình hấpphụ
G
G
phu
phu
ï
ï
thuo
thuo
ä
ä
c
c
Ba

ë
t
t
cha
cha
á
á
t
t
HP
HP
No
No
à
à
ng
ng
đ
đ
o
o
ä
ä
(
(
a
a
ù
ù
p

đ
o
o
ä
ä
ha
ha
á
á
p
p
phu
phu
ï
ï
to
to
á
á
i
i
đ
đ
a
a
cu
cu
û
û
a

ä
cân
cân
ba
ba
è
è
ng
ng
cu
cu
û
û
a
a
cha
cha
á
á
t
t
bò
bò
HP
HP
8
Độ phủ bề mặt(θ)
%100.
r
p

tích tốithiểucủa 1 phân tử hoặc 1 ion chiếm
chỗởbề mặtchấthấpphụ
G : độ hấpphụ
9
Ví dụ 1
10g 1 loại than củicóbề mặt riêng
Sr = 300m
2
.g
-1
đãhấpphụđược 0,46g rượu
C
2
H
5
OH ở 25
0
C. Tính độ phủ củaloại than
này đốivớiC
2
H
5
OH?
BiếtS
0
(C
2
H
5
OH) = 21,6A

h
ạ
ạ
t
t
GAC (Granular
GAC (Granular
Activated Carbon)
Activated Carbon)
D
D
ạ
ạ
ng
ng
b
b
ộ
ộ
t
t
PAC (Powder
PAC (Powder
Activated Carbon)
Activated Carbon)
Than hoạttính
Diện tích bề mặtlớn
(1g AC có tổng S = 1000m
2
)

600-1600 m
2
/g
Diện tích bề mặt
0.56-1.20 cm
3
/g
Thể tích rỗng
Đặctínhcủa than hoạttính
15
Sảnxuất than hoạt tính
Nhả hấpphụ
Chấthấpphụ
Chấtbị hấpphụ
Tăng hiệuquả hấpphụ
Hiệuquả kinh tế
Dùng nhiệt
Dùng các chất hóa học
Tại sao nhả hấpphụ?
Phương pháp
16
Nhả hấpphụ than hoạt tính
{ Nhiệt phân – đốt cháy các chấtbị hấpphụ (hữu
cơ)
{ Gia nhiệt đến 800
0
C, khôngcóO
2
(tránh than
hoạttínhbị cháy)

khả năng HP củanhững vị trí liềnkề
Qt hấpphụ thuận nghịch
Đường đẳng nhiệt Langmuir
Phương trình lý thuyết
Ca
C
GG
+
=
max
¾ a: hằng số
¾ G
max
: độ HP cực đại(hằng số) – mol/g
¾ G: độ HP
¾ C: nồng độ chấtbị HP (mol/l)
19
Đường đẳng nhiệt Langmuir
PT này chỉ phù hợpvớithựcnghiệmtrong2 trường hợp:
¾ C << a: G = (G
max
/a).C = k.C → dạng tuyến tính (1)
¾ C >> a: G = G
max
→ dạng (2)
Trong khoảng (C
1
, C
2
): không phù hợpvới đường cong thực

ô
ï
ï
ng
ng
cha
cha
á
á
t
t
bò
bò
ha
ha
á
á
p
p
phu
phu
ï
ï
(mg)
(mg)
-
-
m
m
:

phu
ï
ï
(mg)
(mg)
-
-
C
C
:
:
no
no
à
à
ng
ng
ñ
ñ
o
o
ä
ä
cha
cha
á
á
t
t
bò

c
(mg/L)
(mg/L)
-
-
a, b
a, b
:
:
ha
ha
è
è
ng
ng
so
so
á
á
PT thực nghiệm
20
Đường đẳng nhiệt Freundlich
Giả thiết
Quá trình hấpphụđalớp
Dạng 1
xbp
n
=
1/
log log log

l
l
ö
ö
ô
ô
ï
ï
ng
ng
cha
cha
á
á
t
t
bò
bò
ha
ha
á
á
p
p
phu
phu
ï
ï
ban
ban

cha
cha
á
á
t
t
ha
ha
á
á
p
p
phu
phu
ï
ï
(mg)
(mg)
-
-
C
C
:
:
no
no
à
à
ng
ng

qt HP
qt HP
ke
ke
á
á
t
t
thu
thu
ù
ù
c
c
(mg/L)
(mg/L)
-
-
n, K
n, K
:
:
ha
ha
è
è
ng
ng
so
so

c: hằng số
cpv
pc
cvppv
p
m
)1(
.
1
)(
0
−
+=
−
¾ HP vậtlýđalớpcủachấtHP rắn đ/v chấtkhí
¾ Áp dụng xđ bề mặt riêng củachấtxúctácvàchất
HP rắn
22
Ví dụ 2
Để che phủ 1g Silicagel (SiO
2
.H
2
O)
bằng 1 lớp đơnphântử cầnthể tích
khí Nitơ là 129ml (v
m
), ở 1atm và
0
0

4
Na nồng độ 0,002M. Sau một
thờigian, nồng độ NaDS là 0,0014M.
Tính độ phủ củaTiO
2
?
Biếtbề mặtriêngcủaTiO
2
là 7,8m
2
.g
-1
và S
0,NaDS
= 27,3A
02
Cơ sở quá trình hấpphụ
Ứng dụng
Kh
Kh
ử
ử
c
c
á
á
c
c
CHC
CHC

Khử COD còn lại sau quá trình XL sinh học
24
Ứng dụng PP hấpphụ
Bài tập1
Một nghiên cứuhấpphụđượcthựchiện trong phòng thí nghiệm
bằng cách cho thêm 1 lượng than hoạttínhxácđịnh vào 6 bình
tam giác chứa 200mL nướcthải công nghiệp. Mộtbìnhtam giác
nữachứa200mL nướcthải không cho thêm than được dùng làm
mẫutrắng. Vẽđường cân bằng hấpphụ và xác định các hệ số
trong pt Langmuir
25
Bài tập2
Sau đây là bảng dữ liệuthực nghiệm trong nghiên cứuqt hấpphụ
gián đoạn. Vẽđường hấpphụđẳng nhiệt Freundlich và xác định
các hệ số củapt. Biếtthể tích nước đem thí nghiệm ở mỗibìnhlà
500mL và nướcthảicónồng độ đầu COD là 100mg/L
Bài tập3
Thí nghiệmhấpphụ với6 cốcchứa 500mL nướcthải công
nghiệpcónồng độ TOC ban đầu là 150mg/L. Khuấytrộncốcthí
nghiệm trong 4giờ, để lắng, đoTOC. Vẽđường cân bằng
Langmuir và Freundlich cho các dữ liệu thí nghiệm ở sau
đây và xác định các hệ số tương ứng