Tástálacha asúcháin goirm meitiléine agus carbón gníomhachtaithe: an tástáil a dhéanamh agus an uimhir a léamh

Déanann saotharlann comparáid idir dhá charbón ghníomhachtaithe. Maíonn bileog sonraí amháin go bhfuil luach goirm meitiléine aici atá trí oiread luach na bileoige eile. Ceannaíonn an tsaotharlann an carbón leis an uimhir is mó, socraíonn sí an dáileog dá réir, agus téann an ruaim tríd go luath. Níor falsúdh aon rud. Tháinig an dá uimhir ó thástálacha éagsúla, agus léigh an ceannaitheoir iad amhail is gurbh ionann an chainníocht a léirigh siad.

Ceartaíonn an t-alt seo an earráid léirmhínithe sin. Míníonn sé cad a thomhaiseann an tástáil, déanann sé an ríomh faoi dhó le fíoruimhreacha, agus ainmníonn sé gach athróg a athraíonn an toradh. Pléitear ar leithligh an fhadhb ghaolmhar a bhaineann le hasúiteáin éagsúla a rangú i gcomparáid lena chéile; anseo, is é atá faoi chaibidil ná aicme amháin ábhar agus modh amháin.

Cén fáth a n-úsáidtear an ruaim seo mar thóireadóir

Is ruaim aramatach phlánach chaitiúnach é gorm meitiléine. In uisce, bíonn sé ann mar ian atá luchtaithe go deimhneach, agus tá a lorg móilíneach thart ar 1.43 faoi 0.61 faoi 0.40 nm. Is é an méid sin atá tábhachtach. Tá iaidín, an tóireadóir clasaiceach eile, i bhfad níos lú agus téann sé isteach i micreaphiocháin chúnga, agus mar sin léiríonn an uimhir iaidín forbairt na micreaphiochán. Teastaíonn bealaí isteach níos leithne ó ghorm meitiléine: téann sé isteach i bpiocháin atá os cionn thart ar 0.75 nm, agus cuireann piocháin atá thart ar 1.4 go 3 nm go mór leis an asú. Cuimsíonn na toisí sin micreaphiocháin níos mó agus méiseaphiocháin bheaga, mar sin is róshimpliú é a rá gur tóireadóir méiseaphiochán amháin atá sa tástáil. Comhlánaíonn an dá thóireadóir a chéile. Fiafraíonn iaidín cé mhéad póiriúlachta míne atá ann. Fiafraíonn gorm meitiléine cé mhéad spáis phiocháin a ligeann móilín mór orgánach isteach, agus sin í an cheist atá tábhachtach maidir le ruaim a bhaint. Ní thuarann ceachtar uimhir, léi féin, asú móilíní eile.

Tá an lucht chomh tábhachtach leis an méid. Toisc go bhfuil an ruaim caitiúnach, tarraingítear í chuig dromchlaí atá luchtaithe go diúltach agus éartar í ó dhromchlaí atá luchtaithe go deimhneach. Dá bhrí sin, is athróg ríthábhachtach é pH seachas fonóta, mar a léiríonn na turgnaimh thíos.

Conas a dhéantar an tástáil bhaisce

Is é cothromú baisce an gnáthmhodh saotharlainne. Réamhchóireáil an carbón, criathraigh é chun codán cáithníní de mhéid rialaithe a fháil, agus meáigh mais aitheanta m. Cuir toirt aitheanta V de thuaslagán ruaime leis ag tiúchan tosaigh C0. Coinnigh pH agus teocht seasta, corraigh ar feadh tréimhse atá fíoraithe, agus ansin scar an carbón le scagachán nó lártheifneoiriú. Socraigh an tiúchan atá fágtha, Ce, trí ionsúiteacht UV-Vis a thomhas, de ghnáth gar do 660 go 665 nm agus go minic ag 664 nm, i gcomparáid le sraith chalabrúcháin a ullmhaíodh ar an ionstraim chéanna. I nós imeachta foilsithe amháin, úsáideadh 0.050 g de charbón le 50 mL de thuaslagán thar raon 10 go 1000 mg/L, ar feadh 24 uair ag 25 C, agus rinneadh an léamh ag 660 nm. Níl aon phrótacal uilíoch amháin ann, mar sin ní toradh é luach a thuairiscítear gan dáileog, raon tiúchana, am, teocht, pH agus tonnfhad. Níl ann ach ráfla.

Tá an smacht céanna tuillte ag an gcainníochtú féin agus atá luaite i dtomhas ruaime bunaithe ar ionsúiteacht: calabraigh ar d’ionstraim féin, deimhnigh an buaicphointe seachas glacadh leis gurb é 664 nm é, agus caolaigh forsreabháin láidre chun iad a thabhairt ar ais isteach sa raon líneach.

An ríomh céim ar chéim

Tagann an toilleadh ón gcothromaíocht mhaise. Tá an ruaim atá ar iarraidh ón tuaslagán ar an gcarbón:

qe = (C0 minus Ce) times V divided by m

áit arb é qe an méid asaithe ag cothromaíocht in mg/g, arb iad C0 agus Ce na tiúchana tosaigh agus cothromaíochta in mg/L, arb é V an toirt i lítear, agus arb é m mais an charbóin i ngraim.

An chéad phointe. Tosaigh le C0 = 100 mg/L, V = 0.100 L, m = 0.0200 g. Tar éis cothromaithe, tuairiscíonn an ionstraim Ce = 35 mg/L. Ansin, qe = (100 minus 35) times 0.100 divided by 0.0200 = 65 times 0.100 divided by 0.0200 = 325 mg/g. Is é an céatadán bainte ná (100 minus 35) divided by 100 times 100 = 65 faoin gcéad.

An dara pointe, an dáileog agus an toirt chéanna, ach ualach níos airde. Tosaigh le C0 = 200 mg/L agus tomhais Ce = 90 mg/L. Ansin, qe = (200 minus 90) times 0.100 divided by 0.0200 = 550 mg/g, agus is é an céatadán bainte ná (200 minus 90) divided by 200 times 100 = 55 faoin gcéad.

Is dhá phointe ar iseiteirm iad an dá phéire seo, (Ce = 35, qe = 325) agus (Ce = 90, qe = 550). Tabhair faoi deara an t-iompar contrártha: d’ardaigh an toilleadh ó 325 go 550 mg/g agus thit an céatadán bainte ó 65 go 55 faoin gcéad. Gluaiseann an toilleadh agus an céatadán bainte i dtreonna contrártha de réir mar a ardaíonn an tiúchan. Duine ar bith a rangaíonn carbóin de réir céatadáin bainte a tomhaiseadh ag dáileoga nó tiúchana éagsúla, tá an turgnamh á rangú aige, ní an t-ábhar.

Na hathróga nach mór duit a rialú

Athraíonn gach mír thíos an uimhir. Coinnigh gach ceann seasta nó déan é a thaifeadadh.

Dáileog. Ciallaíonn níos mó carbóin níos mó suíomhanna, mar sin ardaíonn an céatadán bainte agus titeann an méid asaithe in aghaidh an ghraim de ghnáth, toisc go scaiptear an ruaim a gabhadh thar mhais níos mó. Tuairiscigh an dáileog in g/L agus na bunluachanna V agus m léi.

Tiúchan tosaigh. Soláthraíonn C0 níos airde fórsa tiomána níos mó, mar sin ardaíonn qe agus titeann an céatadán bainte de réir mar a sháithítear na suíomhanna. Déanann iseiteirmeacha a fheistítear thar 5 go 50 mg/L agus thar 100 go 400 mg/L cur síos ar réigiúin éagsúla den chuar. Ná déan comparáid idir toillte feistithe ach thar raonta a fhorluíonn.

pH. Maidir leis an ruaim chaitiúnach seo, ardaíonn an méid asaithe de ghnáth de réir mar a ardaíonn pH, go háirithe os cionn phointe luchta nialasaigh an charbóin, áit a mbíonn glanlucht diúltach ar an dromchla. Déanann pH íseal na suíomhanna dromchla a phrótónú agus ligeann sé d’iain hidrigine dul in iomaíocht dóibh. Braitheann méid na héifeachta ar an gcarbón ar leith: i staidéar amháin ar charbón gníomhachtaithe, d’ardaigh an méid asaithe ó thart ar 51 mg/g ag pH 2 go thart ar 92 mg/g ag pH 8. Taifead an pH tosaigh agus an pH cothromaíochta, chomh maith leis na salainn chúlra, ós rud é go scagann an neart ianach na fórsaí céanna a athraíonn pH.

Am teagmhála. Ardaíonn an méid asaithe go géar, ansin éiríonn sé cothrom. Ní hé qe ach an luach ar an ardchlár; is é qt aon luach roimhe sin. Bíonn na hamanna cothromaithe foilsithe idir nóiméid agus mórán uaireanta do charbóin éagsúla, agus úsáidtear teagmhálacha 24 uair i roinnt nósanna imeachta caighdeánacha. Socraigh an t-ardchlár go cinéiteach do do charbón féin seachas glacadh leis gur leor dhá uair.

Teocht. Níl aon treo uilíoch ann. Ardaíonn an méid asaithe leis an teocht i gcórais inteirmeacha agus titeann sé i gcórais eisiteirmeacha, mar sin déan é a thomhas seachas toimhde a dhéanamh.

Méid na gcáithníní agus corraí. Giorraíonn cáithníní níos míne na cosáin idirleata agus luasghéaraíonn siad an t-asú de ghnáth; tanaíonn corraí níos láidre an scannán marbhánta timpeall na gcáithníní agus déanann sé an rud céanna. Athraíonn an dá cheann an ráta, ní an chothromaíocht féin. Is rabhadh é toilleadh a athraíonn de réir luas an chorraithe nár baineadh cothromaíocht amach riamh.

Ba cheart aitheantas an imoibrí a chur sa taifead freisin, agus sin an fáth a gcuirtear seiceálacha ar íonacht agus ar shonraíocht na ruaime in éineacht le mais an charbóin: féadfar gorm meitiléine a dhíol mar an salann ainhidriúil atá gar do 319.9 g/mol nó mar an tríhiodráit ag 373.90 g/mol, agus is minic a bhíonn toradh measúnachta tráchtála faoi bhun 100 faoin gcéad. Má ríomhtar C0 ainmniúil ón meáchan foirmle mícheart, beidh gach qe mícheart go córasach.

Cad a insíonn na cuair fheistithe agus cad nach n-insíonn siad

I bhfeistiú Langmuir, scríobhtar qe mar qmax times KL times Ce divided by (1 plus KL times Ce). Tugann sé toilleadh sáithiúcháin feistithe qmax in mg/g agus tairiseach cleamhnais KL in L/mg. Ciallaíonn feistiú maith go ndéanann an cuar sáithiúcháin áirithe seo cur síos maith ar an raon tiúchana a tomhaiseadh. Ní chruthaíonn sé go bhfuil aon daonra aonfhoirmeach amháin suíomhanna ag an gcarbón, gur monaichiseal go docht atá sa chlúdach, ná go bhfuil aon mheicníocht mhóilíneach ar leith i bhfeidhm. Is minic a thugann carbóin phóiriúla ilchineálacha cuair ar chruth Langmuir thar raonta teoranta.

I bhfeistiú Freundlich, scríobhtar qe mar KF times Ce to the power 1/n. Socraíonn KF scála eimpíreach an toillte agus socraíonn 1/n an chuaire. Toisc nach bhfuil ardchlár críochta ag an bhfoirm seo, níor cheart riamh í a eachtarshuí chun qmax a chumadh. Ní chiallaíonn feistiú Freundlich níos fearr ach go n-oireann a chruth ardaitheach níos fearr don eatramh a tomhaiseadh. Cibé cothromóid a úsáidtear, tabhair tús áite d’aischéimniú neamhlíneach ar an bhfoirm bhunaidh, toisc go saobhann claochluithe líneáirithe na hearráidí, agus scrúdaigh na hiarmhair seachas brath ar R cearnaithe amháin.

An méid a mhúineann 914 turgnamh dúinn

Rinne anailís meaisínfhoghlama ar 914 turgnamh ó 75 páipéar samhaltú ar asú goirm meitiléine ar chréanna, ar luaithreach agus ar ábhair ghníomhachtaithe le halcaile, ag baint úsáid as crainn aischéimnithe treisithe le grádán. Ba é an príomhthoradh a bhí aici ná gurbh é tiúchan tosaigh na ruaime an tuarthóir ba láidre ar an méid asaithe a tuairiscíodh; bhí pH, aitheantas an amhábhair agus an cineál modhnaithe tábhachtach freisin, agus bhí idirghníomhaíochtaí láidre idir an tiúchan agus beagnach gach athróg eile, lena n-áirítear dáileog, achar dromchla, am teagmhála agus corraí.

Coinníonn dhá fhorchoimeád an toradh seo úsáideach. Ar an gcéad dul síos, níor chuimsigh an staidéar sin carbón gníomhachtaithe, mar sin ní féidir leis athróga ar charbón a rangú. Ar an dara dul síos, baineann a cheacht leis an modheolaíocht agus is féidir é a chur i bhfeidhm go díreach: ní athróg bhacúil é an tiúchan tosaigh riamh, agus idirghníomhaíonn na coinníollacha oibriúcháin le hairíonna an ábhair chomh láidir sin nach bhfuil aon rangú ceannlíne in mg/g bailí a thuilleadh má fhágtar a choinníollacha ar lár. Is é sin an tátal céanna a bhaineann an ríomh céim ar chéim amach ó na bunphrionsabail.

Dhá bhotún ar cheart stopadh díobh

Ar an gcéad dul síos, stop den chéatadán bainte a thuairisciú mar thoilleadh. Is féidir le dáileog mhór 99 faoin gcéad den ruaim a bhaint as tuaslagán lag agus gan ach cúpla milleagram in aghaidh an ghraim a choinneáil, agus is féidir le dáileog bheag i dtuaslagán láidir na céadta milleagram in aghaidh an ghraim a choinneáil agus dath infheicthe a fhágáil fós. Tuairiscigh C0, Ce, V, m, an dáileog in g/L, an céatadán bainte agus qe le chéile i gcónaí, nó ní féidir an uimhir a athúsáid.

Ar an dara dul síos, stop de qe a thabhairt ar luach ag am socraithe gan an t-ardchlár cinéiteach a thaispeáint, agus stop den ruaim a chaighdeánú de réir mheáchan an lipéid. Fíoraigh an chothromaíocht le sraith ama, fíoraigh an tiúchan go speictreafótaiméadrach seachas brath ar an mais mheáite de réir an lipéid i bhfianaise fhadhb na hiodráite agus na measúnachta, agus rialaigh pH, teocht, méid na gcáithníní agus corraí. Is tomhas inaistrithe é toilleadh goirm meitiléine a bhfuil na míreanna sin ag gabháil leis. Gan iad, níl ann ach scéal aonair.