Các mô hình hấp phụ đẳng nhiệt

Một phần của tài liệu nghiên cứu ứng dụng xỉ thải pyrit của công ty supe phốt phát và hóa chất lâm thao làm vật liệu xử lý asen và mangan trong nước ngầm sử dụng làm nước sinh hoạt (Trang 33)

Người ta có thể mô tả một quá trình hấp phụ dựa vào đường đẳng nhiệt hấp phụ. Đường đẳng nhiệt hấp phụ biểu diễn sự phụ thuộc giữa tải trọng hấp phụ tại một thời điểm vào nồng độ cân bằng của chất hấp phụ trong dung dịch (hay áp suất riêng phần trong pha khí) tại thời điểm đó. Người ta thiết lập các đường hấp phụ đẳng nhiệt tại một nhiệt độ nào đó bằng cách cho một lượng xác định chất hấp phụ vào một lượng cho trước dung dịch có nồng độ đã biết của chất bị hấp phụ trong dung dịch. Lượng chất bị hấp phụ được tính theo phương trình:

m = (Ci - Cf)V m: Lượng chất bị hấp phụ

Cf: Nồng độ cuối của chất bị hấp phụ V: Thể tích dung dịch cần hấp phụ

Các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ được dùng rộng rãi nhất là phương trình Langmuir và Freundlich

a) Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir

Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir được thiết lập dựa trên các điều kiện sau: Chỉ có một chất có thể hấp phụ

Các phân tử được hấp phụ đơn lớp lên bề mặt chất hấp phụ

Mỗi một phân tử chất bị hấp phụ chỉ chiếm chỗ của một trung tâm hoạt động bề mặt

Tất cả các trung tâm hoạt động liên kết với các phân tử với cùng một ái lực Không có tương tác qua lại giữa các phân tử chất bị hấp phụ

Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir:

l l m s C b C b C C . 1 .  

Cs : tải trọng hấp phụ tại thời điểm cân bằng

Cl : nồng độ cân bằng của chất bị hấp phụ ở pha lỏng Cm: tải trọng hấp phụ cực đại

b : hằng số

Khi tích số b.Cl<< 1 thì Cs = Cm.b.Cl : mô tả vùng hấp phụ tuyến tính Khi tích số b.Cl >> 1 thì Cs = Cm. : mô tả vùng hấp phụ bão hoà

Để xác định các hằng số trong phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir có thể sử dụng phương pháp đồ thị bằng cách chuyển phương trình trên thành phương trình đường thẳng: b C C C C C m l m s l . 1 . 1  

tg = 1/Cm ON = 1/b.Cm

b) Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich

Đây là một phương trình thực nghiệm có thể sử dụng để mô tả nhiều hệ hấp phụ hoá học hay vật lý. Phương trình này được biểu diễn bằng một hàm mũ.

Cs = aCl1/n (*) Trong đó:

a - hằng số phụ thuộc vào nhiệt độ, diện tích bề mặt và các yếu tố khác n - hằng số chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và luôn lớn hơn 1

Phương trình Freundlich phản ánh khá sát số liệu thực nghiệm cho vùng ban đầu và vùng giữa của đường hấp phụ đẳng nhiệt tức là ở vùng nồng độ thấp của chất bị hấp phụ.

Để xác định các hằng số, đưa phương trình trên về dạng đường thẳng:

lgCs = lga +

n

1

lgCl

Đây là phương trình đường thẳng biểu diễn sự phụ thuộc của lgCr vào lgCs Dựa vào đồ thị ta xác định được các giá trị k, n

Hình 1.7: Đường hấp phụ đẳng nhiệt

Langmuir Hình 1.8: Sự phụ thuộc của Cl/Cs vào Cl

O Cs (mg/g) Cm Cl (mg/l) N O tgCl/Cs Cl mg/l)

tg = 1/n O M= lga

Một phần của tài liệu nghiên cứu ứng dụng xỉ thải pyrit của công ty supe phốt phát và hóa chất lâm thao làm vật liệu xử lý asen và mangan trong nước ngầm sử dụng làm nước sinh hoạt (Trang 33)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(81 trang)