NGU NG CT C HT THI THY SN (CHITOSAN) ỦẢ
II.1.2. Hp ph ấụ đẳng nhi tệ
x : Lượng chất tan bị hấp phụ (mg )
m : Lượng chất hấp phụ (mg)
Ce : Nồng độ chất bị hấp phụ cú trong dung dịch ở trạng thỏi cõn bằng (mg/l).
K,n : Cỏc hằng số Freudlich.
Từ cỏc giỏ trị thực nghiệm ta cú thể xỏc định được cỏc hằng số K,n.
Phương trỡnh Freudlich được ỏp dụng rất tốt cho nhiều quỏ trỡnh hấp phụ cỏc chất trong mụi trường nước.
II.2. Cơ chế hấp phụ kim loại nặng của chitosan
Quỏ trỡnh hấp phụ kim loại nặng bằng chitosan xảy ra theo cỏc bước như sau:
+ Di chuyển cỏc ion kim loại nặng từ trong lũng dung dịch tới lớp màng. Quỏ trỡnh này được thực hiện nhờ khuyếch tỏn đối lưu.
+ Di chuyển cỏc ion kim loại nặng qua lớp màng (lớp màng lỏng bao quanh cỏc hạt chitosan). Quỏ trỡnh này được thực hiện nhờ khuyếch tỏn phõn tử.
+ Sự khuyếch tỏn cỏc ion kim loại nặng trong cỏc mao quản bờn trong hạt hấp phụ. Ở đõy cú hai quỏ trỡnh diễn ra đú là: quỏ trỡnh khuyếch tỏn bề mặt, cỏc ion kim loại nặng được khuyếch tỏn theo thứ tự từ tõm hấp phụ này đến tõm hấp phụ khỏc và quỏ trỡnh khuyếch tỏn mao quản cỏc ion kim loại nặng được khuyếch tỏn dọc theo cỏc mao quản đến tõm hấp phụ. Tuy nhiờn vỡ chitosan cú độ xốp rất
nhỏ, số lượng mao quản là khụng nhiều do vậy quỏ trỡnh khuyếch tỏn ở đõy chủ yếu là quỏ trỡnh khuyếch tỏn bề mặt.
+ Quỏ trỡnh hấp phụ thuần tỳy: xảy ra quỏ trỡnh hấp phụ vật lý giữa cỏc tõm hấp phụ với ion kim loại nặng bằng cỏc lực
liờn kết tĩnh điện và liờn kết vanderwaal. Nhưng quỏ trỡnh hấp phụ chớnh ở đõy là quỏ trỡnh tạo phức giữa cỏc ion kim loại nặng với cỏc nhúm chức của chitosan. Như ta đó biết thỡ chitosan cú rất nhiều cỏc nhúm chức -OH và -NH2, cỏc nhúm này cú khả năng trao đổi ion H+ và hỡnh thành phức với cỏc ion kim loại nặng. Mối liờn kết này được tạo thành từ cỏc liờn kết cộng húa trị giữa cỏc ion kim loại và cỏc nguyờn tử oxi hay nitơ cú trong cỏc nhúm chức của chitosan tạo thành cỏc liờn kết phối trớ.
Vớ dụ: phản ứng tạo phức của chitosan với cỏc ion kim loại dưới dạng M2+ cú thể được biểu diễn như sau :
Phản ứng giữa chitosan với kim loại dạng M2+ xảy ra ở mụi trường trung tớnh, axit yếu,bởi ở mụi trường trung tớnh, axit yếu thỡ khả năng nhúm H+ của nhúm OH của chitosan dễ dàng được thay thế hơn là ở mụi trường axit mạnh và khả năng tham gia của nhúm NH2 cũng cao hơn. Nếu ở mụi trường kiềm lỳc này chỉ cũn cú nhúm OH là cú thể tham gia trao đổi ion H+ với kim loại nặng M2+
cũn ở mụi trường kiềm thỡ NH2 ở dạng khụng mang điện tớch, trung tớnh nờn khụng cú khả năng tham gia phản ứng.
CH2OH OH NH2 n + M2+ N O O N M + 4H+
• Với cỏc ion ở dạng Cr2O72- : với dạng ion kim loại ở dạng oxyl kim loại như thế này thỡ phản ứng cú hơi khỏc hơn.