Fitsapana adsorpsiona amin'ny manga metilena: fahafaha-mandray amin'ny karbônina navitrika

Mampitaha karbônina navitrika roa ny laboratoara iray. Ny taratasy ara-teknikan'ny iray dia milaza sanda manga metilena avo telo heny noho ny an'ny iray hafa. Mividy ilay manana isa lehibe kokoa ny laboratoara, mampiasa fatra mifototra amin'io isa io, nefa mivoaka aloha loatra ny akora fandokoana ka tsy voatazona intsony. Tsy nisy hosoka. Fitsapana samy hafa no niavian'ireo isa roa, saingy noraisin'ny mpividy ho fandrefesana zavatra iray ihany izy ireo.

Manitsy izany fahadisoana amin'ny fandikana izany ity lahatsoratra ity. Manazava izay refesin'ny fitsapana izy, manao kajy indroa amin'ny isa tena misy, ary milaza ny masontsivana rehetra manova ny vokatra. Resahina misaraka ny olana mifandraika amin'izany, dia ny fampitahana sy ny filaharana ny akora mpanao adsorpsiona samy hafa; eto kosa dia sokajin'akora iray sy fomba iray no resahina.

Nahoana ity akora fandokoana ity no ampiasaina hitsapana

Akora fandokoana aromatika, manana rafitra fisaka ary mitondra fiampangana miabo, ny manga metilena. Ao anaty rano dia miseho ho iôna mitondra fiampangana miabo izy, ary eo amin'ny 1.43 amin'ny 0.61 amin'ny 0.40 nm ny refin'ny molekiolany. Io habeny io indrindra no zava-dehibe. Kely lavitra ny iôda, ilay akora fitsapana mahazatra hafa, ka tafiditra amin'ny mason-koditra bitika tery; noho izany dia manondro ny fivoaran'ny mason-koditra bitika ny isa iôda. Mila vavahady midadasika kokoa ny manga metilena: tafiditra amin'ny mason-koditra mihoatra ny 0.75 nm eo ho eo izy, ary mandray anjara lehibe ireo mason-koditra eo amin'ny 1.4 hatramin'ny 3 nm. Mahafaoka ny mason-koditra bitika lehibe kokoa sy ny mason-koditra antonony kely ireo refy ireo, ka fanatsorana tafahoatra ny filazana fa fitsapana ny mason-koditra antonony ihany izy ity. Mifameno ireo akora fitsapana roa. Ny iôda dia manontany hoe hatraiza ny fisian'ny mason-koditra faran'izay madinika. Ny manga metilena kosa dia manontany hoe hatraiza ny habaka ao amin'ny mason-koditra afaka mandray molekiola organika lehibe, izay fanontaniana manan-danja amin'ny fanesorana akora fandokoana. Tsy misy amin'ireo isa roa ireo afaka maminavina samirery ny fandraisana molekiola hafa.

Manan-danja mitovy amin'ny habeny ny fiampangana. Satria mitondra fiampangana miabo ilay akora fandokoana, dia voasinton'ny velarana mitondra fiampangana miiba izy ary voatosiky ny velarana mitondra fiampangana miabo. Noho izany, masontsivana tena lehibe ny pH fa tsy antsipiriany madinika, araka ny asehon'ireo fanandramana eto ambany.

Ny fomba fanatanterahana ny fitsapana anaty fangaro mihidy

Ny fomba mahazatra any amin'ny laboratoara dia ny fampifandanjana anaty fangaro mihidy. Omano ny karbônina, sivano mba hahazoana poti-javatra ao anatin'ny elanelam-pahabe voafehy, ary lanjao mba hahazoana faobe m fantatra. Ampio voly V fantatra amin'ny vahaolana misy akora fandokoana, manana fifantohana voalohany C0. Tazomy tsy hiova ny pH sy ny maripana, ahontsoy mandritra ny fotoana efa nohamarinina, ary saraho amin'ny alalan'ny fanivanana na fanodinkodinana haingana ao anaty centrifuge ny karbônina. Refeso ny fifantohana sisa tavela Ce amin'ny alalan'ny fandraisana hazavana UV-Vis, matetika manodidina ny 660 hatramin'ny 665 nm ary matetika amin'ny 664 nm, ka ampitahao amin'ny andiana vahaolana fanamarinam-pandrefesana voaomana amin'ilay fitaovana ihany. Fomba iray navoaka no nampiasa karbônina 0.050 g sy vahaolana 50 mL, tamin'ny fifantohana 10 hatramin'ny 1000 mg/L, nandritra ny 24 ora tamin'ny 25 C, ary fandrefesana tamin'ny 660 nm. Tsy misy fomba tokana mihatra amin'ny rehetra, ka ny sanda iray taterina nefa tsy misy ny fatra, ny elanelam-pifantohana, ny fotoana, ny maripana, ny pH ary ny halavan'ny onja dia tsy vokatra azo itokisana. Tsaho fotsiny izy io.

Mila ny fahamatorana voalaza amin'ny fandrefesana akora fandokoana mifototra amin'ny fandraisana hazavana koa ny famaritana ny habetsahana: manaova fanamarinam-pandrefesana amin'ny fitaovanao, hamarino ny tampon'ny fandraisana hazavana fa aza mihevitra avy hatrany fa 664 nm izany, ary tsory amin'ny rano ny ranoka ambony tena mifantoka mba hiverina ao anatin'ny elanelana lineara.

Ny kajy misy ohatra

Avy amin'ny fifandanjan'ny faobe no ahazoana ny fahafaha-mandray. Ny akora fandokoana tsy hita intsony ao amin'ny vahaolana dia eo amin'ny karbônina:

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

eto, qe no fandraisana rehefa tonga amin'ny fifandanjana, amin'ny mg/g; C0 sy Ce no fifantohana voalohany sy fifantohana amin'ny fifandanjana, amin'ny mg/L; V no voly amin'ny litatra; ary m no faoben'ny karbônina amin'ny grama.

Teboka voalohany. Atombohy amin'ny C0 = 100 mg/L, V = 0.100 L, m = 0.0200 g. Rehefa tonga amin'ny fifandanjana dia milaza Ce = 35 mg/L ny fitaovana. Noho izany, qe = (100 minus 35) times 0.100 divided by 0.0200 = 65 times 0.100 divided by 0.0200 = 325 mg/g. Ny isan-jaton'ny fanesorana dia (100 minus 35) divided by 100 times 100 = 65 isan-jato.

Teboka faharoa, mitovy ny fatra sy ny voly fa ambony kokoa ny habetsahan'ny akora fandokoana ampidirina. Atombohy amin'ny C0 = 200 mg/L ary refeso ny Ce = 90 mg/L. Noho izany, qe = (200 minus 90) times 0.100 divided by 0.0200 = 550 mg/g, fa ny fanesorana kosa dia (200 minus 90) divided by 200 times 100 = 55 isan-jato.

Ireo tsiroaroa ireo, (Ce = 35, qe = 325) sy (Ce = 90, qe = 550), dia teboka roa amin'ny isoterma iray. Mariho ny fiovana mifanohitra: niakatra avy amin'ny 325 ho 550 mg/g ny fahafaha-mandray, nefa nidina avy amin'ny 65 ho 55 isan-jato ny fanesorana. Mifamadika lalana ny fiovan'ny fahafaha-mandray sy ny isan-jaton'ny fanesorana rehefa mitombo ny fifantohana. Izay mandahatra karbônina araka ny isan-jaton'ny fanesorana refesina amin'ny fatra na fifantohana samy hafa dia mandahatra ny fanandramana, fa tsy ny akora.

Ireo masontsivana tsy maintsy fehezinao

Manova ny isa ny singa tsirairay eto ambany. Tazomy tsy hiova na raketo an-tsoratra ny tsirairay.

Fatra. Ny karbônina betsaka kokoa dia midika toerana firaiketana betsaka kokoa, ka mitombo ny isan-jaton'ny fanesorana, fa mazàna mihena kosa ny fandraisana isaky ny grama satria miparitaka amin'ny faobe lehibe kokoa ilay akora fandokoana voatazona. Tatero amin'ny g/L ny fatra miaraka amin'ny V sy m nampiasaina.

Fifantohana voalohany. Ny C0 ambony kokoa dia manome hery manosika lehibe kokoa, ka mitombo ny qe, fa mihena kosa ny isan-jaton'ny fanesorana rehefa feno ireo toerana firaiketana. Faritra samy hafa amin'ny fiolahana no asehon'ny isoterma ampifanarahana amin'ny angona 5 hatramin'ny 50 mg/L sy 100 hatramin'ny 400 mg/L. Ampitahao ny fahafaha-mandray azo amin'ny fampifanarahana raha mifanojo ihany ny elanelana nampiasaina.

pH. Ho an'ity akora fandokoana mitondra fiampangana miabo ity, dia matetika mitombo miaraka amin'ny pH ny fandraisana, indrindra rehefa mihoatra ny pH izay aotra ny fiampangana manontolon'ny karbônina, ka lasa miiba ny fiampangana manontolon'ny velarany. Ny pH ambany dia mampiraikitra prôtôna amin'ireo toerana eo amin'ny velarana ary mamela ny iôna hidrôzenina hifaninana hahazo ireo toerana ireo. Miankina amin'ilay karbônina ny haben'io fiantraikany io: tamin'ny fanadihadiana iray momba ny karbônina navitrika dia niakatra avy amin'ny 51 mg/g eo ho eo tamin'ny pH 2 ho 92 mg/g eo ho eo tamin'ny pH 8 ny fandraisana. Raketo ny pH voalohany sy ny pH amin'ny fifandanjana, ary koa ireo sira efa ao amin'ny vahaolana, satria ny tanjaka iônika dia mampihena ireo hery izay ovain'ny pH ihany koa.

Faharetan'ny fifampikasohana. Miakatra haingana ny fandraisana, avy eo mihamalemy ny fiakarany ka tsy miova intsony. Ny sanda eo amin'io ambaratonga tsy miova io ihany no qe; izay refesina alohan'izany dia qt. Ny fotoana hahatongavana amin'ny fifandanjana navoaka dia manomboka amin'ny minitra ka hatramin'ny ora maro, arakaraka ny karbônina, ary misy fomba mahazatra mampiasa fifampikasohana 24 ora. Farito amin'ny fanarahana ny fiovan'ny fandraisana arakaraka ny fotoana ny ambaratonga tsy miova ho an'ny karbôninao, fa aza mihevitra fa ampy ny adiny roa.

Maripana. Tsy misy fironan'ny fiovana mihatra amin'ny rehetra. Mitombo miaraka amin'ny maripana ny fandraisana amin'ny rafitra mandray hafanana, ary mihena kosa amin'ny rafitra mamoaka hafanana, ka refeso fa aza maminavina.

Haben'ny poti-javatra sy fampihontsonana. Manafohy ny lalana ivezivezen'ny molekiola ny poti-javatra madinika kokoa ary matetika manafaingana ny fandraisana; ny fampihontsonana mahery kokoa kosa dia manify ny sosona ranoka tsy mihetsika manodidina ireo poti-javatra ka miteraka vokatra mitovy. Samy manova ny hafainganam-pandraisana izy roa, fa tsy ny fifandanjana mihitsy. Ny fahafaha-mandray miova arakaraka ny hafainganam-pampifangaroana dia fampitandremana fa tsy mbola tratra ny fifandanjana.

Tokony horaketina koa ny mombamomba ny réactif, ka izany no antony ametrahana ny fanamarinana ny fahadiovana sy ny fepetra ara-teknikan'ny akora fandokoana eo akaikin'ny faoben'ny karbônina: mety hamidy ho sira tsy misy rano kristaly, manodidina ny 319.9 g/mol, na ho trihydrate amin'ny 373.90 g/mol ny manga metilena, ary matetika latsaky ny 100 isan-jato ny tahan'ny akora tena misy amin'ny vokatra amidy. Raha lanja môlara diso no ampiasaina hikajiana ny C0 anarana, dia lasa diso amin'ny fomba mirindra ny qe rehetra.

Izay lazain'ireo fiolahana ampifanarahana amin'ny angona sy izay tsy lazainy

Ny fampifanarahana Langmuir dia manoratra ny qe ho qmax ampitomboina amin'ny KL sy Ce, avy eo zaraina amin'ny (1 ampiana KL ampitomboina amin'ny Ce). Manome fahafaha-mandray amin'ny fahafenoana qmax azo avy amin'ny fampifanarahana, amin'ny mg/g, sy konstanta maneho ny fironana hifamatotra KL, amin'ny L/mg, izy. Ny fampifanarahana tsara dia midika fa io fiolahana fahafenoana manokana io dia mamaritra tsara ny elanelam-pifantohana norefesina. Tsy manaporofo izany fa manana vondron-toerana firaiketana iray mitovy toetra ny karbônina, na sosona tokana ihany ny akora mandrakotra azy, na misy fomba fiasan'ny molekiola manokana. Matetika ny karbônina misy mason-koditra sy toetra tsy mitovy manerana azy no manome fiolahana miendrika Langmuir ao anatin'ny elanelana voafetra.

Ny fampifanarahana Freundlich dia manoratra ny qe ho KF ampitomboina amin'ny Ce atsangana amin'ny hery 1/n. Ny KF no mamaritra ny maridrefin'ny fahafaha-mandray mifototra amin'ny fanandramana, ary ny 1/n no mamaritra ny fiondriky ny fiolahana. Satria tsy misy ambaratonga farany voafetra izay tsy miova intsony amin'ity endrika ity, dia tsy tokony hanitatra azy any ivelan'ny angona norefesina mihitsy mba hamoronana qmax. Ny fampifanarahana Freundlich tsara kokoa dia midika fotsiny fa mifanaraka kokoa amin'ny elanelana norefesina ny endriny miakatra. Na inona na inona fampitoviana ampiasaina, aleo régression tsy lineara amin'ilay endrika tany am-boalohany, satria manova ny endriky ny hadisoana ny fanovàna ho lineara; diniho koa ny elanelana sisa eo amin'ny sanda voarefy sy ny sanda vinavinaina, fa aza matoky ny R efamira irery.

Ny lesona avy amin'ny fanandramana 914

Nampiasa hazo régression nohamafisina tamin'ny gradient ny fanadihadiana amin'ny fianaran'ny milina momba ny fanandramana 914 avy amin'ny lahatsoratra 75 mba hananganana maodely momba ny fandraisana manga metilena amin'ny tanimanga, lavenona ary akora navitrika tamin'ny alkali. Izao no vokatra lehibe indrindra: ny fifantohana voalohan'ny akora fandokoana no mpaminany lehibe indrindra ny fandraisana notaterina; manan-danja koa ny pH, ny karazana akora fototra ary ny karazana fanovàna natao; ary nisy fifandraisana mahery teo amin'ny fifantohana sy saika ny masontsivana hafa rehetra, anisan'izany ny fatra, ny velaran'ny akora, ny faharetan'ny fifampikasohana ary ny fampihontsonana.

Fanamarihana roa no tokony hotadidina mba hampiasana tsara io vokatra io. Voalohany, tsy nahafaoka karbônina navitrika ilay fanadihadiana, ka tsy afaka mandahatra ny lanjan'ny masontsivana amin'ny karbônina izy. Faharoa, momba ny fomba fiasa ny lesona azo avy aminy ary azo ampiharina mazava amin'ny toe-javatra hafa: tsy masontsivana manelingelina fotsiny velively ny fifantohana voalohany, ary mifandray mafy loatra amin'ny toetran'ny akora ny fepetra ampiasana azy ka tsy misy filaharana mifototra amin'ny mg/g azo itokisana rehefa tsy miaraka aminy intsony ireo fepetra ireo. Izany ihany koa no fehin-kevitra azon'ilay kajy misy ohatra, miainga amin'ny foto-kevitra fototra.

Fahadisoana roa tokony hatsahatra

Voalohany, atsaharo ny fitaterana ny isan-jaton'ny fanesorana ho toy ny fahafaha-mandray. Ny fatra be dia afaka manala ny lokon'ny vahaolana malemy amin'ny 99 isan-jato nefa mitazona miligrama vitsy isaky ny grama, ary ny fatra kely ao anaty vahaolana tena mifantoka dia afaka mitazona miligrama an-jatony isaky ny grama nefa mbola mamela loko hita maso. Tatero miaraka hatrany ny C0, Ce, V, m, ny fatra amin'ny g/L, ny isan-jaton'ny fanesorana ary ny qe; raha tsy izany dia tsy azo ampiasaina indray ilay isa.

Faharoa, atsaharo ny fiantsoana hoe qe ny sanda refesina amin'ny fotoana voafaritra raha tsy aseho fa efa tonga amin'ny ambaratonga tsy miova ny fandraisana, ary atsaharo ny fanamarinana ny habetsahan'ny akora fandokoana amin'ny lanja voalaza eo amin'ny etikety fotsiny. Hamarino amin'ny andiana fandrefesana arakaraka ny fotoana ny fifandanjana, hamarino amin'ny spektrofotometria ny fifantohana fa aza matoky fotsiny ny lanja nolanjaina araka ny etikety noho ny olana momba ny hydrate sy ny tahan'ny akora tena misy, ary fehezo ny pH, ny maripana, ny haben'ny poti-javatra ary ny fampihontsonana. Ny fahafaha-mandray manga metilena miaraka amin'ireo antsipiriany ireo dia fandrefesana azo ampiasaina amin'ny toe-javatra hafa. Raha tsy misy azy ireo, dia fitantarana tranga iray fotsiny izany.