3.2.3.1. Tốc độ hòa tan ở các nồng độ xitrat khác nhau
Kết quả nghiên cứu cho thấy, anion xitrat có ảnh hưởng rất lớn đến sự hòa tan khoáng vật tremolit (Hình 26). Ở nồng độ càng cao khả năng hòa tan càng tăng,
40
tốc độ hòa tan tremolit mạnh nhất trong khoảng thời gian từ ngày đầu đến ngày thứ 5 sau đó đạt dần đến trạng thái bão hòa trong những ngày cuối cùng ngâm mẫu. Biểu đồ hình 26 cho thấy, nồng độ Si giải phóng vào trong dung dịch tăng dần theo nồng độ của xitrat, và đạt giá trị cao nhất ở dung dịch có nồng độ xitrat là 0,1 N. Ở nồng độ này nồng độ Si hòa tan tăng dần từ 4,8 mg L-1 trong ngày đầu tiên đến 21,64 mg L-1 ở ngày cuối cùng. Như vậy, rõ ràng sự có mặt của anion xitrat trong dung dịch đã có tác động rất lớn đến sự hòa tan của khoáng vật tremolit .
Hình 26: Tốc độ hòa tan tremolit ở các nồng độ xitrat khác nhau
Thế ζ đo được trong các dung dịch thể hiện mối tương quan thuận với nồng độ xitrat, nhưng không có sự biến động rõ rệt theo thời gian (Hình 27). Trong ngày đầu tiên, thế ζ tăng từ -172 đến -566 mV khi nồng độ xitrat trong dung dịch tăng tương ứng từ 0,001 đến 0,1 N. Sau 7 ngày tiến hành thí nghiệm, không xác định được sự thay đổi đáng kể nào về thế ζ trong các thí nghiệm. Sự sụt giảm thế ζ cho thấy nồng độ xitrat tăng lên đã thúc đẩy sự hấp phụ của xitrat lên bề mặt tremolit . Mối quan tương quan thuận giữa lượng Si hòa tan (Hình 26) và thế ζ (Hình 27) cho phép khẳng định rằng: xitrat hấp phụ lên tremolit sẽ làm suy yếu các liên kết Si-O và thúc đẩy sự giải phóng Si vào dung dịch. Kết quả nghiên cứu này cho thấy sự hòa tan tremolit có thể diễn ra theo cơ chế tương tự như đối với các khoáng vật silicat khác (Zhuvalep, Nguyen và nnk, 2014), tuy nhiên ở tốc độ chậm hơn.
41
Hình 27: Sự biến đổi thế ζ ở các nồng độ xitrat khác nhau 3.2.3.2. Tốc độ hòa tan ở các nền điện ly khác nhau
Sự thay đổi nền điện ly của dung dịch ngâm axit xitric có ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ hòa tan khoáng vật tremolit. Kết quả nghiên cứu cho thấy, nồng độ Si giải phóng vào dung dịch có xu hướng giảm dần khi EB tăng từ 0,001 đến 0,1 molc
L-1 (Hình 28).
Hình 28: Tốc độ hòa tan tremolit của xitrat 0,001 N dưới các nền điện ly khác nhau
42
Ở EB 0,1 molc L-1 nồng độ Si đo được lớn nhất là 7,57 mg L-1 và không có sự khác nhau rõ rệt giữa các ngày ngâm mẫu. Tuy nhiên, khi ta thay đổi nền điện ly EB kết quả đã có sự thay đổi rõ rệt. Nồng độ Si hoà tan trong dung dịch ở nền điện ly 0,001 molc L-1 đạt 10,51 mg L-1 trong ngày đầu tiên và tăng dần đến 35,13 mg L-1 trong những ngày cuối cùng. Ở EB 0,01molc L-1 tốc độ hòa tan mạnh nhất trong khoảng 4 ngày đầu sau đó đạt dần đến trạng thái bão hòa ở những ngày cuối, nồng độ Si cao nhất đạt được 29,74 mg L-1. Như vậy, lượng Si hòa tan đã tăng gấp 5 lần khi ta giảm EB từ 0,1 đến 0,001 molc L-1.
Kết quả đo thế ζ (Hình 29) thể hiện mối tương quan thuận với nồng độ Si hòa tan và biểu hiện sự thay đổi điện thế theo thời gian. Ở EB 0,1 molc L-1 thế ζ có độ âm điện thấp và có xu hướng giảm dần. Ngược lại, ở EB 0,01 molc L-1 ; 0,001 molc
L-1 thế ζ có độ âm điện lớn hơn và xu hướng ngày càng tăng. Kết quả đo được, EB 0,1 molc L-1 thế ζ dao động trong khoảng -188 mV trong ngày đầu tiên và giảm dần đến -109 mV cho đến ngày cuối cùng ngâm mẫu. Đối với EB 0,01 molc L-1 thế ζ tăng dần từ -255 đến -380 mV. Tương tự như vậy với EB 0,001 molc L-1 thế ζ tăng từ -266 đến -295 mV ở những ngày cuối cùng.
Hình 29: Sự biến đổi thế ζ ở các nền điện ly khác nhau
Như vậy, Khi EB ở nồng độ cao đồng nghĩa với lượng cation Na+ trong dung dịch lớn, Na+ sẽ liên kết với các ion có điện tích âm ở các vị trí của nhóm Si-O- điều này làm cho tổng thể lưới điện tích bề mặt của tremolit bớt âm điện hơn do đó thế ζ
43
đo được ở EB 0,1 molc L-1 có độ âm điện thấp ở EB 0,01 molc L-1 ; 0,001 molc L-1. Khi lượng cation Na+ trong dung dịch giảm, các anion xitrat sẽ có cơ hội tấn công vào nhân Si thay vì liên kết với các ion Na+ trên bề mặt khoáng vật dẫn đến việc làm yếu đi các liên kết Si-O- giải phóng vào trong dung dịch làm cho khả năng hòa tan tremolit tăng lên. Đây chính là lý do giải thích tại sao ở EB 0,01 molc L-1 và 0,001 molc L-1 khả năng hòa tan của khoáng vật tremolit lại tăng gấp 5 lần so với ở nền điện ly EB 0,1molc L-1.