NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XỬ LÝ AMONI TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRAO ĐỔI ION
3.5.2Thí nghiệm xác định thời gian đạt cân bằng của phản ứng trao đổi ion giữa nhựa và ion amon
nhựa và ion amoni
─ Mục đích:
Xác định thời gian thiết lập cân bằng dựa vào sự thay đổi nồng độ amoni trong nhựa theo thời gian bằng phương pháp lắc.
─ Cách tiến hành:
+ Cho 100 ml dung dịch có nồng độ 20 mg NH4+/l vào các bình tam giác dung tích 250 ml. Sau đó cho tiếp vào 0.5 g nhựa, lắc liên tục trên máy lắc với tần số 100 lần/phút, ở nhiệt độ phòng 26oC. Sau những khoảng thời gian xác định: 10 phút, 30 phút,
Hình 3.2 Mối quan hệ giữa nồng độ amoni và mật độ quang
y = 0.1589xR2 = 0.9985 R2 = 0.9985 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0 1 2 3 4 M ật đ ộ q u an g , A B S Nồng độ amoni, mg NH4+/l
60 phút, 120 phút, 180 phút, 240 phút thì lấy mẫu để phân tích nồng độ amoni còn lại trong dung dịch.
+ Ngoài ra để xác định thời gian đạt cân bằng khi có độ cứng, thí nghiệm tiến hành giống như trên nhưng chỉ khác dung dịch đầu vào có thêm độ cứng 100 mg CaCO3/ l.
+ Căn cứ vào số liệu thực nghiệm, xác định thời gian trao đổi ion đạt tới trạng thái cân bằng là thời điểm nồng độ amoni trong dung dịch không thay đổi theo thời gian. Các kết quả thực nghiệm được trình bày trong bảng 3.2, bảng 3.3 và hình 3.3 dưới đây.
Điều kiện thí nghiệm đối với các mẫu không có độ cứng:
- Nồng độ amoni: 20 mg NH4+/l; - Tần số lắc: 100 lần/phút; - Nhiệt độ phòng: 26oC.
Bảng 3.2 Kết quả thực nghiệm với các mẫu không có độ cứng
(Ngày 27 tháng 4 năm 2007)
Mẫu 1 2 3 4 5 6
Thời gian, phút 10 30 60 120 180 240
Nồng độ ion amoni trong dung
dịch, mg NH4+/l 7.55 2.86 0.925 0.277 0.201 0.176 Nồng độ ion amoni trong nhựa,
mg/g 2.49 3.428 3.815 3.945 3.96 3.965
Điều kiện thí nghiệm đối với các mẫu có thêm độ cứng: - Nồng độ amoni: 20 mg NH4+/l;
- Độ cứng: 100 mg CaCO3/l; - Tần số lắc: 100 lần/phút; - Nhiệt độ phòng: 26oC.
Bảng 3.3 Kết quả thực nghiệm với các mẫu có thêm độ cứng
(Ngày 28 tháng 4 năm 2007)
Mẫu 1 2 3 4 5 6
Thời gian, phút 10 30 60 120 180 240
Nồng độ ion amoni trong dung
dịch, mg NH4+/l 12.46 4.53 2.26 1.67 1.67 1.67 Nồng độ ion amoni trong nhựa, 1.508 3.094 3.548 3.666 3.666 3.666
mg/g
Từ kết quả thực nghiệm cho thấy, thời gian để hệ thiết lập thiết lập cân bằng trong khoảng 60 phút. Tuy nhiên ở thời gian 30 phút đầu nhựa đã hấp thu được 84 – 90% ion amoni so với thời điểm hệ đạt cân bằng.
Từ kết quả thực nghiệm cũng cho thấy, đường động học với mẫu có độ cứng nằm phía dưới đường động học với mẫu không có độ cứng. Có thể giải thích hiện tượng này như sau: vì độ lựa chọn của nhựa đối với ion Ca2+ cao hơn so với ion NH4+ vì thế khi có mặt ion Ca2+ trong dung dịch, ion Ca2+ sẽ chiếm một phần dung lượng của nhựa, do đó dung lượng của nhựa đối với ion NH4+ sẽ giảm đi.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});