Sự hấp phụ của Si lên bề mặt gơtit tạo ra những thay đổi đáng kể về SC của khoáng vật này. Thí nghiệm tiến hành song song trên hai nền điện ly là 0,01 và 0,05 molc L-1.
Hình 5. Biến thiên điện tích bề mặt của gơtit theo pH dưới ảnh hưởng axit silicic ở nền điện ly EB 0,01 molc L-1
Nồng độ Si trong dung dịch (mg L-1)
19
Đàm Thị Ngọc Thân Khoa Môi trường
Kết quả thu được trên Hình 5 cho thấy ở nền điện ly 0,01 molc L-1, trong khoảng pH 3 - 8, gơtit mang điện tích dương, có điểm chuyển điện (PZC - điểm tại đó điện tích bề mặt bằng 0) tại pH ~ 8,4, phù hợp với kết quả thu được từ nghiên cứu trước đây của Hiemstra và nnk (2007), Kosmulski (2003) [31,46]. Tại pH 3, do sự proton hóa của nhóm chức hydroxyl trên bề mặt của gơtit làm cho bề mặt gơtit mang điện dương (73,2 mmolc Kg-1), điều này là minh chứng cụ thể cho dung tích trao đổi anion của gơtit ở các pH thấp. Tại các pH > 8,4, phản ứng deproton hóa làm cho bề mặt gơtit càng thêm âm điện, cộng với sự có mặt của Si ở các mức nồng độ khác nhau góp phần làm SC của gơtit âm điện hơn. Lượng hấp phụ Si lên bề mặt gơtit càng nhiều thì SC của gơtit càng âm điện. Sau khi quá trình hấp phụ Si ổn định và đạt mức cao nhất tại pH 9 thì SC trong khoảng pH 9 - 10 cũng không có sự thay đổi rõ nét, mức âm điện hơn của giá trị SC tại khoảng này hoàn toàn do phản ứng deproton hóa. Cũng trên Hình 5 ta dễ dàng nhận thấy sự bổ sung Si ở các nồng độ khác nhau làm dịch chuyển PZC về phía pH thấp hơn, lượng bổ sung Si càng nhiều thì PZC càng bị dịch chuyển xa so với mẫu đối chứng không bổ sung Si. Liên hệ với các nghiên cứu trước đây của van Geen và nnk (1994), Kosmulski (2003), kết quả nghiên cứu này phù hợp với quy luật đã được tìm ra trước đó: sự hấp phụ các anion (như CO32- hoặc SO42-) lên bề mặt gơtit có thể làm SC giảm mạnh và PZC về vị trí pH thấp hơn, trong khi sự hấp phụ các cation đa hóa trị như Ca2+, Mg2+, Cu2+, Zn2+ hoặc Al3+ làm cho SC tăng mạnh và chuyển PZC về vị trí pH cao hơn. Axit silicic ở đây có vai trò gần giống với các anion như CO32- và SO42- [36,54].
20
Đàm Thị Ngọc Thân Khoa Môi trường
Hình 6. Biến thiên điện tích bề mặt của gơtit theo pH dưới ảnh hưởng axit silicic ở nền điện ly EB 0,05 molc L-1
Kết quả thí nghiệm với nền điện ly 0,05 molc L-1 được thể hiện trên Hình 6 có đôi chút khác biệt khi giá trị điện tích bề mặt của gơtit khi bổ sung các nồng độ Si khác nhau không có sự sai khác rõ rệt như ở nền điện ly 0,01 molc
L-1. Điểm chuyển điện của gơtit dưới ảnh hưởng của axit silicic nằm trong khoảng pH từ 4 - 7.