- Vì kích thước hạt nhồi cột có: dhạt = 1 – 2 mm, yêu cầu về đường kính cột dcột và chiều cao cột hcột: dcột 10dhạt, hcột 10dcột để giảm ảnh hưởng của hiện tượng khuếch tán đến phân bố nồng độ chất phản ứng trong q trình tiến hành thí nghiệm. Vì vậy, ta thiết kế cột các thơng số như sau: dcột = 26 mm, hcột = 300 mm. Thiết bị phản ứng dạng cột nhồi chảy liên tục với các tính năng kỹ thuật như sau:
+ Chịu được áp suất, nhiệt độ cao
+ Có bộ đốt cấp nhiệt trực tiếp, điều khiển tự động. + Có các đồng hồ đo nhiệt độ, áp suất và tốc độ khuấy - Các thiết bị khác:
+ Máy quang phổ kế UV-VIS 1240 (Simadzu - Nhật)
Cột nhồi xúc tác và thiết bị gia nhiệt Đƣờng vào dung dịch RB19 ban đầu Lẫy mẫu dung dịch sau phản ứng
Khoa hãa häc Tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên + Máy phá mẫu COD
+ Cân phân tích
+ Máy rây AS200 (Đức) + Tủ sấy
+ Máy li tâm + Bơm tăng áp. + Bếp từ gia nhiệt.
Hóa chất: H2SO4 đặc, K2Cr2O7 loại tinh khiết, HgSO4, Ag2SO4, hóa chất điều chỉnh pH (H2SO4 2%, NaOH 0,1N), HOOCC6H4COOK.
Dụng cụ
- Cốc thuỷ tinh, bình định mức, bình nón, pipet các loại. - Ống phá mẫu.
2.4.2. Quy trình thực nghiệm
a. Xác định bậc riêng của RB19 và hằng số tốc độ phản ứng k
Quy trình chung: Các thí nghiệm đều được tiến hành với các bước cơ bản
như sau:
Bơm dung dịch RB19 nồng độ Co 800(mg/l) vào cột phản ứng của hệ, cột phản ứng có chiều cao h = 30cm và được nhồi quặng mangan với đường kính hạt từ 1 ÷ 2mm, mxt = 265gam, dxt = 1,906(g/ml), Vxt = 139ml. Tiến hành thí nghiệm ở các tốc độ thể tích 0
V (ml/phút) khác nhau, T = 50oC, quy ước t = 0 là thời điểm khi bắt đầu cho dung dịch mẫu chạy qua cột phản ứng. Mỗi lần lấy 20ml mẫu và tính thời gian lấy mẫu (thời điểm đã lấy xong 20ml mẫu). Mẫu được lấy đem đo độ hấp thụ quang để xác định nồng độ màu. Từ các nồng độ màu đo được tại các thời điểm lấy mẫu, ta xử lý số liệu để xác định bậc riêng của RB19 và hằng số tốc độ phản ứng k. (Xem phương pháp xử lý số liệu mục 2.6.1).
b. Xác định năng lƣợng hoạt hoá E*
Quy trình chung: Các thí nghiệm đều được tiến hành với các bước cơ bản
Khoa hãa häc Tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên
Nguyễn Văn Thắng Cao häc hãa K21
phản ứng có chiều cao h = 300mm và được nhồi quặng mangan với đường kính hạt từ 1 ÷ 2mm, mxt = 265gam, tốc độ thể tích 0
V = 4(ml/phút). Tiến hành gia nhiệt ở các nhiệt độ nghiên cứu, quy ước t = 0 là thời điểm khi bắt đầu cho dung dịch mẫu chạy qua cột phản ứng. Mỗi lần lấy 20ml mẫu và tính thời gian lấy mẫu (thời điểm đã lấy xong 20ml mẫu). Mẫu được lấy đem đo độ hấp thụ quang để xác định nồng độ màu, COD. Từ các nồng độ màu, COD đo được tại các thời điểm lấy mẫu, xử lý số liệu để xác định năng lượng hoạt hoá E* (Xem phương pháp xử lý số liệu mục 2.6.2).
2.5. Phƣơng pháp phân tích
2.5.1. Phƣơng pháp xác định nồng độ RB19 trong mẫu
Nồng độ chất màu được xác định bằng phương pháp hấp thụ quang tại bước sóng hấp thụ đặc trưng của chất màu. Để xác định λmax ta cần tiến hành quét phổ để tìm λmax chất màu (Hình 2.3). Đối với RB19, ta có λmax = 590nm. Cơ sở của phương pháp này là định luật Lambert-Beer:
A = log Io/I = ε.l.C Trong đó:
- A: độ hấp thụ ánh sáng
- Io, I: cường độ bức xạ điện từ trước và sau khi đi qua chất phân tích - ε: hệ số hấp thụ, Lmol-1cm-1
- l: chiều dày cuvet, cm
- C: nồng độ chất phân tích, mol.L -1
Đường phụ thuộc của A vào C của một chất được gọi là đường chuẩn màu của chất đó.
Dựa vào đường chuẩn màu, từ độ hấp thụ quang của dung dịch mẫu sẽ suy ra được nồng độ chất màu.
Khoa hãa häc Tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên