តេស្តការចាប់ស្រូបមេទីលែនប្លូលើផ្ទៃ និងកាបូនសកម្ម៖ ការធ្វើតេស្ត និងការបកស្រាយតម្លៃ

មន្ទីរពិសោធន៍មួយប្រៀបធៀបកាបូនសកម្មពីរប្រភេទ។ សន្លឹកទិន្នន័យមួយអះអាងថា តម្លៃមេទីលែនប្លូរបស់វាខ្ពស់ជាងមួយទៀតបីដង។ មន្ទីរពិសោធន៍ទិញប្រភេទដែលមានតម្លៃខ្ពស់ជាង កំណត់បរិមាណកាបូនប្រើប្រាស់តាមតម្លៃនោះ ហើយសារធាតុពណ៌ឆ្លងកាត់ចេញមុនពេលរំពឹងទុក។ គ្មានទិន្នន័យណាមួយត្រូវបានក្លែងបន្លំទេ។ តម្លៃទាំងពីរបានមកពីតេស្តខុសគ្នា ប៉ុន្តែអ្នកទិញបកស្រាយវាថាជាបរិមាណប្រភេទដូចគ្នា។

អត្ថបទនេះកែតម្រូវកំហុសក្នុងការបកស្រាយនោះ។ វាពន្យល់ថាតេស្តវាស់អ្វី បង្ហាញការគណនាពីរដងដោយប្រើតម្លៃជាក់ស្តែង និងរាយអថេរទាំងអស់ដែលធ្វើឱ្យលទ្ធផលប្រែប្រួល។ បញ្ហាពាក់ព័ន្ធនឹងការចាត់លំដាប់សារធាតុចាប់ស្រូបលើផ្ទៃប្រភេទផ្សេងៗ ដោយប្រៀបធៀបគ្នា ត្រូវបានពិភាក្សាដោយឡែក។ នៅទីនេះ ប្រធានបទគឺក្រុមសម្ភារៈមួយ និងវិធីសាស្ត្រមួយ។

ហេតុអ្វីប្រើសារធាតុពណ៌នេះជាសារធាតុស្ទង់

មេទីលែនប្លូជាសារធាតុពណ៌អារ៉ូម៉ាទិចដែលមានរាងម៉ូលេគុលរាប និងមានបន្ទុកវិជ្ជមាន។ ក្នុងទឹក វាមានទម្រង់ជាអ៊ីយ៉ុងដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន ហើយវិមាត្ររបស់ម៉ូលេគុលវាប្រហែល 1.43 គុណនឹង 0.61 គុណនឹង 0.40 nm។ ទំហំនេះហើយជាចំណុចសំខាន់។ អ៊ីយ៉ូត ដែលជាសារធាតុស្ទង់ប្រពៃណីមួយទៀត មានទំហំតូចជាងច្រើន ហើយអាចចូលក្នុងរន្ធមីក្រូតូចចង្អៀតបាន ដូច្នេះតម្លៃអ៊ីយ៉ូតឆ្លុះបញ្ចាំងពីការកកើតរន្ធមីក្រូ។ មេទីលែនប្លូត្រូវការច្រកចូលធំជាង៖ វាអាចចូលក្នុងរន្ធដែលមានទំហំលើសប្រហែល 0.75 nm ហើយរន្ធដែលមានទំហំប្រហែល 1.4 ដល់ 3 nm រួមចំណែកយ៉ាងសំខាន់។ វិមាត្រទាំងនោះគ្របដណ្តប់ទាំងរន្ធមីក្រូធំ និងរន្ធមេសូតូច ដូច្នេះការហៅតេស្តនេះថាជាការស្ទង់រន្ធមេសូសុទ្ធ គឺជាការពន្យល់សាមញ្ញពេក។ សារធាតុស្ទង់ទាំងពីរបំពេញគ្នាទៅវិញទៅមក។ អ៊ីយ៉ូតស្ទង់ថាមានរន្ធតូចល្អិតប៉ុន្មាន។ មេទីលែនប្លូស្ទង់ថាមានលំហរន្ធប៉ុន្មានដែលអនុញ្ញាតឱ្យម៉ូលេគុលសរីរាង្គធំចូលបាន ដែលជាសំណួរសំខាន់សម្រាប់ការដកសារធាតុពណ៌ចេញ។ តម្លៃណាមួយក្នុងចំណោមទាំងពីរនេះ មិនអាចព្យាករបរិមាណចាប់ស្រូបម៉ូលេគុលផ្សេងទៀតដោយឯកឯងបានទេ។

បន្ទុកអគ្គិសនីសំខាន់ដូចទំហំដែរ។ ដោយសារសារធាតុពណ៌នេះមានបន្ទុកវិជ្ជមាន វាត្រូវបានទាក់ទាញដោយផ្ទៃដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន និងត្រូវបានច្រានដោយផ្ទៃដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន។ ដូច្នេះ pH ជាអថេរសំខាន់ចម្បង មិនមែនគ្រាន់តែជាព័ត៌មានបន្ថែមតូចតាចទេ ដូចដែលការពិសោធន៍ខាងក្រោមបង្ហាញ។

របៀបធ្វើតេស្តជាបាច់

ទម្រង់ស្តង់ដារនៅមន្ទីរពិសោធន៍គឺការធ្វើឱ្យឈានដល់លំនឹងជាបាច់។ រៀបចំកាបូនឱ្យស្ថិតក្នុងលក្ខខណ្ឌកំណត់ រែងវាដើម្បីជ្រើសយកក្រុមភាគល្អិតដែលមានទំហំគ្រប់គ្រង ហើយថ្លឹងម៉ាស m ដែលដឹងច្បាស់។ បន្ថែមសូលុយស្យុងសារធាតុពណ៌ដែលមានមាឌ V ដែលដឹងច្បាស់ និងកំហាប់ដំបូង C0។ រក្សា pH និងសីតុណ្ហភាពឱ្យថេរ កូររយៈពេលដែលបានផ្ទៀងផ្ទាត់ រួចបំបែកកាបូនចេញដោយចម្រោះ ឬប្រើម៉ាស៊ីនបង្វិលបំបែក។ កំណត់កំហាប់ដែលនៅសល់ Ce តាមរយៈការស្រូបពន្លឺ UV-Vis ជាទូទៅនៅជិត 660 ដល់ 665 nm ហើយជាញឹកញាប់នៅ 664 nm ដោយធៀបនឹងស៊េរីសូលុយស្យុងក្រិតខ្នាតដែលរៀបចំលើឧបករណ៍ដដែល។ នីតិវិធីដែលបានផ្សព្វផ្សាយមួយប្រើកាបូន 0.050 g ជាមួយសូលុយស្យុង 50 mL ក្នុងចន្លោះកំហាប់ 10 ដល់ 1000 mg/L ទុករយៈពេល 24 ម៉ោងនៅ 25 C និងអានលទ្ធផលនៅ 660 nm។ មិនមានពិធីការសកលតែមួយទេ ដូច្នេះតម្លៃដែលរាយការណ៍ដោយគ្មានបរិមាណកាបូនប្រើប្រាស់ ចន្លោះកំហាប់ ពេលវេលា សីតុណ្ហភាព pH និងប្រវែងរលក មិនមែនជាលទ្ធផលទេ។ វាគ្រាន់តែជាពាក្យតៗគ្នា។

ការកំណត់បរិមាណក៏ត្រូវការភាពម៉ត់ចត់ដូចដែលបានពិពណ៌នាសម្រាប់ការវាស់សារធាតុពណ៌ដោយផ្អែកលើការស្រូបពន្លឺដែរ៖ ក្រិតខ្នាតលើឧបករណ៍របស់អ្នក ផ្ទៀងផ្ទាត់ទីតាំងកំពូលស្រូបពន្លឺ ជាជាងសន្មតថានៅ 664 nm ហើយពង្រាវរាវខាងលើដែលមានកំហាប់ខ្ពស់ឱ្យត្រឡប់ចូលចន្លោះលីនេអ៊ែរ។

ឧទាហរណ៍គណនា

សមត្ថភាពបានមកពីតុល្យភាពម៉ាស។ សារធាតុពណ៌ដែលបាត់ពីសូលុយស្យុងស្ថិតនៅលើកាបូន៖

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

ដែល qe ជាបរិមាណចាប់ស្រូបនៅលំនឹង គិតជា mg/g, C0 និង Ce ជាកំហាប់ដំបូង និងកំហាប់នៅលំនឹង គិតជា mg/L, V ជាមាឌគិតជាលីត្រ ហើយ m ជាម៉ាសកាបូនគិតជាក្រាម។

ចំណុចទីមួយ។ ចាប់ផ្តើមដោយ C0 = 100 mg/L, V = 0.100 L, m = 0.0200 g។ បន្ទាប់ពីឈានដល់លំនឹង ឧបករណ៍រាយការណ៍ថា Ce = 35 mg/L។ ដូច្នេះ qe = (100 minus 35) times 0.100 divided by 0.0200 = 65 times 0.100 divided by 0.0200 = 325 mg/g។ ភាគរយដកចេញគឺ (100 minus 35) divided by 100 times 100 = 65 ភាគរយ។

ចំណុចទីពីរ ដោយប្រើបរិមាណកាបូន និងមាឌដូចគ្នា ប៉ុន្តែមានបន្ទុកសារធាតុពណ៌ខ្ពស់ជាង។ ចាប់ផ្តើមដោយ C0 = 200 mg/L ហើយវាស់បាន Ce = 90 mg/L។ ដូច្នេះ qe = (200 minus 90) times 0.100 divided by 0.0200 = 550 mg/g ខណៈភាគរយដកចេញគឺ (200 minus 90) divided by 200 times 100 = 55 ភាគរយ។

គូតម្លៃទាំងពីរនេះ គឺ (Ce = 35, qe = 325) និង (Ce = 90, qe = 550) ជាចំណុចពីរនៃខ្សែកោងអ៊ីសូទែម៉៍។ សូមកត់សម្គាល់ការប្រែប្រួលផ្ទុយគ្នា៖ សមត្ថភាពកើនពី 325 ទៅ 550 mg/g ខណៈភាគរយដកចេញថយពី 65 ទៅ 55 ភាគរយ។ សមត្ថភាព និងភាគរយដកចេញប្រែប្រួលក្នុងទិសដៅផ្ទុយគ្នា នៅពេលកំហាប់កើនឡើង។ អ្នកណាដែលចាត់លំដាប់កាបូនតាមភាគរយដកចេញ ដែលវាស់នៅបរិមាណកាបូន ឬកំហាប់ខុសគ្នា កំពុងចាត់លំដាប់ការពិសោធន៍ មិនមែនសម្ភារៈទេ។

អថេរដែលអ្នកត្រូវគ្រប់គ្រង

ធាតុនីមួយៗខាងក្រោមធ្វើឱ្យតម្លៃប្រែប្រួល។ ត្រូវកំណត់វានីមួយៗឱ្យថេរ ឬកត់ត្រាវា។

បរិមាណកាបូនប្រើប្រាស់។ កាបូនច្រើនមានន័យថាមានទីតាំងចាប់ស្រូបច្រើន ដូច្នេះភាគរយដកចេញកើនឡើង ខណៈបរិមាណចាប់ស្រូបក្នុងមួយក្រាមជាទូទៅថយចុះ ព្រោះសារធាតុពណ៌ដែលចាប់បានត្រូវបានចែកចាយលើម៉ាសច្រើនជាង។ រាយការណ៍បរិមាណកាបូនប្រើប្រាស់ជា g/L រួមជាមួយ V និង m ដែលប្រើសម្រាប់គណនា។

កំហាប់ដំបូង។ C0 ខ្ពស់ជាងផ្តល់កម្លាំងជំរុញធំជាង ដូច្នេះ qe កើនឡើង ខណៈភាគរយដកចេញថយចុះ នៅពេលទីតាំងចាប់ស្រូបឈានដល់ស្ថានភាពឆ្អែត។ អ៊ីសូទែម៉៍ដែលបានផ្គូផ្គងក្នុងចន្លោះ 5 ដល់ 50 mg/L និងក្នុងចន្លោះ 100 ដល់ 400 mg/L ពិពណ៌នាផ្នែកខុសគ្នានៃខ្សែកោង។ ប្រៀបធៀបសមត្ថភាពដែលបានពីការផ្គូផ្គងតែក្នុងចន្លោះដែលត្រួតគ្នាប៉ុណ្ណោះ។

pH។ សម្រាប់សារធាតុពណ៌ដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាននេះ បរិមាណចាប់ស្រូបជាទូទៅកើនឡើងតាម pH ជាពិសេសនៅលើសចំណុចបន្ទុកសូន្យរបស់កាបូន ដែលផ្ទៃមានបន្ទុកសរុបអវិជ្ជមាន។ pH ទាបធ្វើឱ្យទីតាំងលើផ្ទៃទទួលប្រូតុង និងអនុញ្ញាតឱ្យអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែនប្រកួតប្រជែងដណ្តើមទីតាំងទាំងនោះ។ ទំហំនៃឥទ្ធិពលនេះអាស្រ័យលើកាបូននីមួយៗ៖ ក្នុងការសិក្សាមួយលើកាបូនសកម្ម បរិមាណចាប់ស្រូបកើនពីប្រហែល 51 mg/g នៅ pH 2 ទៅប្រហែល 92 mg/g នៅ pH 8។ កត់ត្រា pH ដំបូង និងនៅលំនឹង ព្រមទាំងអំបិលដែលមានក្នុងសូលុយស្យុង ព្រោះកម្លាំងអ៊ីយ៉ុងបន្ថយឥទ្ធិពលនៃកម្លាំងអគ្គិសនីដូចគ្នាដែល pH កែប្រែ។

រយៈពេលប៉ះ។ បរិមាណចាប់ស្រូបកើនយ៉ាងលឿន រួចចាប់ផ្តើមថេរ។ មានតែតម្លៃនៅតំបន់ថេរប៉ុណ្ណោះដែលជា qe; តម្លៃមុននោះគឺ qt។ រយៈពេលឈានដល់លំនឹងដែលបានផ្សព្វផ្សាយ មានចាប់ពីប៉ុន្មាននាទីដល់ច្រើនម៉ោងសម្រាប់កាបូនប្រភេទផ្សេងៗ ហើយនីតិវិធីស្តង់ដារខ្លះប្រើរយៈពេលប៉ះ 24 ម៉ោង។ កំណត់តំបន់ថេរតាមការសិក្សាចលនវិទ្យាសម្រាប់កាបូនរបស់អ្នក ជាជាងសន្មតថាពីរម៉ោងគ្រប់គ្រាន់។

សីតុណ្ហភាព។ មិនមានទិសដៅប្រែប្រួលតែមួយសម្រាប់គ្រប់ប្រព័ន្ធទេ។ បរិមាណចាប់ស្រូបកើនឡើងតាមសីតុណ្ហភាពក្នុងប្រព័ន្ធស្រូបកម្ដៅ ហើយថយចុះក្នុងប្រព័ន្ធបញ្ចេញកម្ដៅ ដូច្នេះត្រូវវាស់វា ជាជាងសន្មត។

ទំហំភាគល្អិត និងការកូរ។ ភាគល្អិតតូចល្អិតធ្វើឱ្យផ្លូវសាយភាយខ្លី ហើយជាទូទៅបង្កើនល្បឿនចាប់ស្រូប។ ការកូរខ្លាំងជាងធ្វើឱ្យស្រទាប់រាវនឹងថ្កល់ជុំវិញភាគល្អិតស្តើង ហើយក៏បង្កើនល្បឿនដូចគ្នា។ ទាំងពីរកែប្រែល្បឿន មិនមែនលំនឹងផ្ទាល់ទេ។ សមត្ថភាពដែលប្រែប្រួលតាមល្បឿនកូរ គឺជាសញ្ញាព្រមានថាមិនទាន់ឈានដល់លំនឹងឡើយ។

អត្តសញ្ញាណសារធាតុប្រតិករគីមីក៏ត្រូវមានក្នុងកំណត់ត្រាដែរ ហេតុនេះហើយបានជា ការត្រួតពិនិត្យភាពបរិសុទ្ធ និងលក្ខណៈកំណត់របស់សារធាតុពណ៌ ត្រូវដាក់ក្បែរម៉ាសកាបូន៖ មេទីលែនប្លូអាចត្រូវបានលក់ជាអំបិលគ្មានទឹក ដែលមានម៉ាសម៉ូលប្រហែល 319.9 g/mol ឬជាទម្រង់ទ្រីអ៊ីដ្រាតដែលមានម៉ាសម៉ូល 373.90 g/mol ហើយកម្រិតមាតិកាដែលវាស់បានក្នុងផលិតផលពាណិជ្ជកម្មជាញឹកញាប់ទាបជាង 100 ភាគរយ។ C0 តាមការគណនា ដែលប្រើម៉ាសរូបមន្តខុស ធ្វើឱ្យគ្រប់តម្លៃ qe ខុសជាប្រព័ន្ធ។

អ្វីដែលខ្សែកោងផ្គូផ្គងប្រាប់ និងមិនប្រាប់

ការផ្គូផ្គងតាម Langmuir សរសេរ qe ជា qmax times KL times Ce divided by (1 plus KL times Ce)។ វាផ្តល់សមត្ថភាពឆ្អែតដែលបានពីការផ្គូផ្គង qmax គិតជា mg/g និងថេរភាពទាក់ទាញ KL គិតជា L/mg។ ការផ្គូផ្គងល្អមានន័យថា ខ្សែកោងឆ្អែតជាក់លាក់នេះពិពណ៌នាចន្លោះកំហាប់ដែលបានវាស់បានល្អ។ វាមិនបញ្ជាក់ថាកាបូនមានទីតាំងចាប់ស្រូបមួយក្រុមដែលមានលក្ខណៈស្មើគ្នាទាំងអស់ ថាការគ្របដណ្តប់ជាស្រទាប់តែមួយយ៉ាងតឹងរ៉ឹង ឬថាយន្តការម៉ូលេគុលជាក់លាក់ណាមួយកំពុងដំណើរការទេ។ កាបូនដែលមានរន្ធ និងលក្ខណៈមិនស្មើគ្នា តែងតែបង្កើតខ្សែកោងរាង Langmuir ក្នុងចន្លោះមានកម្រិត។

ការផ្គូផ្គងតាម Freundlich សរសេរ qe ជា KF times Ce to the power 1/n។ KF កំណត់មាត្រដ្ឋានសមត្ថភាពតាមទិន្នន័យពិសោធន៍ ហើយ 1/n កំណត់ភាពកោង។ ដោយសារទម្រង់នេះគ្មានតំបន់ថេរដែលមានតម្លៃកំណត់ មិនត្រូវប្រើវាព្យាករហួសចន្លោះទិន្នន័យដើម្បីបង្កើត qmax ឡើយ។ ការផ្គូផ្គងតាម Freundlich ដែលល្អជាង មានន័យត្រឹមតែថារាងកើនឡើងរបស់វាត្រូវគ្នានឹងចន្លោះដែលបានវាស់ល្អជាងប៉ុណ្ណោះ។ មិនថាប្រើសមីការណាទេ គួរជ្រើសការវិភាគតំរែតំរង់មិនលីនេអ៊ែរលើទម្រង់ដើម ព្រោះការបម្លែងទៅជាលីនេអ៊ែរធ្វើឱ្យកំហុសប្រែទ្រង់ទ្រាយ ហើយត្រូវពិនិត្យសំណល់ ជាជាងទុកចិត្តតែ R ការ៉េមួយមុខ។

អ្វីដែលការពិសោធន៍ 914 បង្រៀនយើង

ការវិភាគដោយការរៀនម៉ាស៊ីនលើការពិសោធន៍ 914 ពីអត្ថបទស្រាវជ្រាវ 75 បានបង្កើតម៉ូដែលបរិមាណចាប់ស្រូបមេទីលែនប្លូសម្រាប់ដីឥដ្ឋ ផេះ និងសម្ភារៈដែលធ្វើឱ្យសកម្មដោយអាល់កាឡាំង ដោយប្រើមែកធាងតំរែតំរង់ដែលបង្កើនប្រសិទ្ធភាពតាមជម្រាល។ លទ្ធផលសំខាន់របស់វាគឺ៖ កំហាប់ដំបូងនៃសារធាតុពណ៌ជាកត្តាព្យាករចម្បងនៃបរិមាណចាប់ស្រូបដែលបានរាយការណ៍ ខណៈ pH អត្តសញ្ញាណវត្ថុធាតុដើម និងប្រភេទការកែប្រែក៏សំខាន់ដែរ ហើយមានអន្តរកម្មខ្លាំងរវាងកំហាប់ និងស្ទើរតែគ្រប់អថេរផ្សេងទៀត រួមទាំងបរិមាណសារធាតុចាប់ស្រូបប្រើប្រាស់ ផ្ទៃក្រឡា រយៈពេលប៉ះ និងការកូរ។

ចំណុចប្រុងប្រយ័ត្នពីរធ្វើឱ្យការរកឃើញនេះនៅតែមានប្រយោជន៍។ ទីមួយ ការសិក្សានោះមិនបានគ្របដណ្តប់កាបូនសកម្មទេ ដូច្នេះវាមិនអាចចាត់លំដាប់អថេរសម្រាប់កាបូនបានឡើយ។ ទីពីរ មេរៀនរបស់វាទាក់ទងនឹងវិធីសាស្ត្រ ហើយអាចអនុវត្តបន្តបានដោយច្បាស់លាស់៖ កំហាប់ដំបូងមិនមែនជាអថេររំខានដែលអាចមិនអើពើបានទេ ហើយលក្ខខណ្ឌប្រតិបត្តិការមានអន្តរកម្មជាមួយលក្ខណៈសម្ភារៈខ្លាំងពេក ដូច្នេះការចាត់លំដាប់ដោយតម្លៃ mg/g ដែលលើកឡើងជាចម្បង មិនអាចនៅតែមានន័យបានទេ បើលក្ខខណ្ឌរបស់វាត្រូវបានដកចេញ។ នេះជាសេចក្តីសន្និដ្ឋានដូចគ្នាដែលឧទាហរណ៍គណនាឈានទៅដល់ដោយផ្អែកលើគោលការណ៍មូលដ្ឋាន។

កំហុសពីរដែលត្រូវឈប់ធ្វើ

ទីមួយ ឈប់រាយការណ៍ភាគរយដកចេញថាជាសមត្ថភាព។ បរិមាណកាបូនច្រើនអាចដកពណ៌បាន 99 ភាគរយពីសូលុយស្យុងកំហាប់ទាប ខណៈផ្ទុកបានតែប៉ុន្មានមីលីក្រាមក្នុងមួយក្រាម ហើយបរិមាណកាបូនតិចក្នុងសូលុយស្យុងកំហាប់ខ្ពស់អាចផ្ទុកបានរាប់រយមីលីក្រាមក្នុងមួយក្រាម ខណៈនៅសល់ពណ៌ដែលមើលឃើញ។ ត្រូវរាយការណ៍ C0, Ce, V, m បរិមាណកាបូនប្រើប្រាស់ជា g/L ភាគរយដកចេញ និង qe ជាមួយគ្នាជានិច្ច បើមិនដូច្នោះទេ តម្លៃនោះមិនអាចយកទៅប្រើបន្តបានឡើយ។

ទីពីរ ឈប់ហៅតម្លៃនៅពេលកំណត់មួយថា qe ដោយមិនបង្ហាញតំបន់ថេរនៃខ្សែកោងចលនវិទ្យា ហើយឈប់កំណត់កំហាប់ស្តង់ដាររបស់សារធាតុពណ៌តាមទម្ងន់ដែលបង្ហាញលើស្លាក។ ផ្ទៀងផ្ទាត់លំនឹងដោយវាស់ជាស៊េរីតាមពេលវេលា ផ្ទៀងផ្ទាត់កំហាប់ដោយស្ប៉ិចត្រូហ្វូតូម៉ែត្រ ជាជាងទុកចិត្តតែទម្ងន់ដែលថ្លឹងតាមព័ត៌មានលើស្លាក ដោយសារបញ្ហាទម្រង់អ៊ីដ្រាត និងកម្រិតមាតិកាដែលវាស់បាន ហើយគ្រប់គ្រង pH សីតុណ្ហភាព ទំហំភាគល្អិត និងការកូរ។ សមត្ថភាពចាប់ស្រូបមេទីលែនប្លូដែលភ្ជាប់ជាមួយព័ត៌មានទាំងនោះ គឺជារង្វាស់ដែលអាចយកទៅអនុវត្តបន្តបាន។ បើគ្មានព័ត៌មានទាំងនោះទេ វាគ្រាន់តែជាការរៀបរាប់ពីករណីមួយប៉ុណ្ណោះ។