Nghiên cứu xử lý tách loại và thu hồi Crôm, Niken từ nước thải bể mạ một số xí nghiệp mạ Crôm, Niken : Luận văn ThS. Hóa hoc : 60 44 25

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOn ề •
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘi■ ■ •
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN• • • •
v ũ THỊ THUỶ
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ TÁCH LOẠI VÀ THU H ồi
CROM, NIKEN TỪ NƯỚC THẢI BỂ MẠ
MỘT SỐ XÍ NGHIỆP MẠ CROM, NIKEN• • • S
LUẬN ÁN THẠC s ĩ KHOA HỌC HOÁ HỌC
CHUYÊN NGÀNH : VỎ c ơ
M Ả SỐ : 010401
Người hướng dẫn khoa học :
T S . Lẻ Hùng
ịị1)I*!:/' iIi ..'I*• r. •i;I'v 7''■ 11' •
ỉ ih W M 1
HÀ NỘ I - 2000

2. MỤC LỤC■ •
MỞ ĐẤU
PHÂN 1 : TỔNG QUAN 8
ỉ- Vai trò của nước và ảnh hưởng độc hại của các kim loại nặng trong nước
1.1- Vai trò của nước ô
1.2- Vai trò sinh hoá và độc tính của các nguyên tố hoá học 9
2- Đại cương về crom và niken 9
2.1- Giới ihiẻu chung về crom 9
2.2- Giới thiệu chuniỊ về niken Ỉ2.
2.3- Độc lính của crom lỹ
2.4- Độc tính của niken /7
3- Giới thiệu khoáng sét /7
3.1- Khoáng nhóm caolinit lô
3.2- Khoáng nhóm montmorilonit IỌ
4- Một số phương pháp xử lý và thu hổi crom, niken từ nước thải công nghiệp
4.1- Phương pháp trung hoà 2.0
4.2- Phương pháp diện hoá 22
4.3- Phương pháp hấp phụ 23
4.3.1- Nguyên lý chung của phưưnỉỉ pháp hấp phụ 2 Ỉ
4.3.2- Qui luật chung cùa phương pháp hấp phụ 25"
4.3.3- Chọn chất hấp phụ ''26
4.3.4- Kỹ thuật hấp phụ Z3
4.4- Phương pháp sắc ký trao đổi ion 3^
4.4.1' Thu hổi kim loại bằng nhựa cationit 35"
4.4.2- Thu hổi kim loại bàng nhựa anionit ^
5- Các phương pháp phân tích crom, niken. 4°
5.1- Phương pháp hấp phụ nguyên tử 4o
5.2' Phương pháp phân tích thể tích 4/

3. 5.3- Phương pháp trắc quang
PHẦN 2 : THỰC NGHIỆM 47
42
A l)ỤN<; c ụ VÀ HOẢ CHẤT
1- Dụng cụ 47
2- Hoá chất ^8
Pha hoá chất w
B NGHIÊN CỨU TÁCH VÀ THU HỔI CROM 5/
I- Phán tích crom 57
1.1- Cách tiến hành xác định irấc quang crom bằng Ihuốc thử diphenylcacbazit
1.2- Chuẩn bị dung dịch nghiên cứu 52
1.3- Lập đường chuẩn 53
2- Tách crom bằng phương pháp hyđroxit S5
2.1- Nghiên cứu độ tan của hyđroxit lưỡng tính Sĩ
2.1.1- Bài toán về độ lan của crom (ni) hyđroxit
2.1.2- Lập trình trên máy tính và nghiên cứu pH tối ưu 59
2.2- Kháo sát dô tan của crom (III) hyđroxit
2.2.1- Kết tủa Cr3+bằng natri hyđroxit
2.2.2- Kết lủa Cr3+bằng canxi hyđroxit 64
2.2.3- Kết tủa Cr3+bằng natri cacbonat 56
3- Tách crom bằng phưong pháp hấpphụ trên Na-bentonit 6g
3.1- Hoạt hoá và tinh chế Na-bentonit 60
3.1.1- Hoạt hoá bentonit bằng NaCI 66
3.1.2- Tinh chế Na-bentonit
3.2' Khảo sát khả năng hấp phụ của CrJ+trên Na-bentonil €9
3.2.1- Xác định dung lượng hấp phụ 6?
3.2.2- Kháo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nung Na-bentonit
3.2.3- Khái) sát ánh hường của thời gian hấp phụ 70

4. 4- Thu hồi crom bang phương pháp sác ký trao dổi ion trẽn nhựa cationit
axit mạnh 71
4. ]- Giới thiệu phương pháp sắc ký traođối ion 71
4.1.1 - Cơ sở của phương pháp 72
4 .1.2- Chuẩn bị nhựa 72
4.2- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của quá trình thu hổi crom
báng nhựa cationit axit mạnh 72
4.2.1 - Khảo sát ánh hưởn^ của thời gian hấp phụ 73
4.2.2- Khảo sát ảnh hưởng của thời ụian rửa giải 74
4.2.4-Khảo sát ánh hường cùa nống độ H,()2 của dung dịch rữa giải 76
4 :2 .Khảo sát ảnh hưởng của pH tìuno dịch rỉra giải 75-
V Thu hói crom bằng phương pháp sắc kýtrao đổi ion trên nhựa cationit
axit yêu 7ồ
5.1- Giới thiệu phương pháp 7g
5.2- Chuẩn bị nhựa 78
5.3- Kháo sát các yếu lô' ảnh hưởng dến quá trình thu hồi crom bằng nhựa
calionit axil yếu 7B
5.3.1- Khảo sál ảnh hưởng của thời gian hấp phụ
5.3.2- Khảo sát ảnh hưởng của thời gian rửa giái 8°
5.3.3- Khảo sát ánh hưởng của pH dung dịch rửa giải
5.3.4- Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ H20 2 trong dung dịch rửa giải 82
5.3.5- Khảo sát ảnh hường của tốc độ hấp phụ
5.3.6- Kháo sát ánh hường của tốc độ rửa giải 84
5.3.7- Khảo sát lượng crom giải hấp theo các phân đoạn 86
»- Xử lý và thu hổi crom từ nước thai bè mạ quân đội Z121
6.1- Tách Crtf bằng NaOH Qữ
4

5. 6.2- Tách Cru bàng Na-benlonit gg
6.3- Thu hối Cr,+ bằng phương pháp sắc ký trao đổi ion trên cationit axit yếugg
( / N tíIỈIÊ N CỨU TÁCH VÀ THU H ồ i N1KEN gỹ
1- Phân tích niken
1.1- Chuán hi dung dịch nghiên cứu
1.2- Phân lích niken bằng phưưnụ pháp trác quang với thuốc thử
Jimetylglioxim
1.3- Lập đường chuẩn
2- rách niken bang phương pháp hyđroxit yi
2.1- Nghiên cứu lý Ihuyết ỹi
2.1.1- Xác định nồng độ nikcn trong mẫu nước thải ỹi
2.1.2- Bài toán tìm pH cho Ni(OH)2 kết tủa lối ưu ỹl
2.2- Niihiên cứu thực nghiêm ỹS
2.2.1 - Kết lúa Ni2+bằng NaOH ỹi
2.2.2- Kết lúa Ni2+bằng Ca(OH)2 ỌỊ
2.2.3- Kết tủa Ni2+bằng Na2COj 95
3- rách niken bàng phưoTig pháp hấp phụ trên Na-bentonit 98
VI - Xác định dung lượng hấp phụ ọg
V2- Kháo sát khả năng hấp phụ cùa Ni2+trên Na-hentonit 9Ồ
v2.1- Khải) sát ảnh hưởng của nhiệt độ nung Na-bentonit ỷệ
3.2.2- Kháo sál ảnh hưởng của thời gian hấp phụ 100
4- Xử lý tách loạỉ niken từ nước thải bể mạ nhà máy quân đội Z121 101
4.1- Tách niken bàng phưimu pháp hyđroxit /01
4.2- Tách nikcn bằng phương pháp hấp phụ trôn Na-bentonit 101
5- riiu hói niken bàng phương pháp điện phân 10/
5.1- Khảo sát sự ánh hưởng của diện thế 102.

6. 5.2- Khảo sát sự ánh hường của thời uian diện phán I0Ỉ
5.3- Kháo sát sự ảnh hướng của pH dung dịch diện phân ]0ÍT
5.4- Kháo sát sự ảnh hưởng của nổnu độ dllI1 Udịch điện phân J0 6
6- Thu hoi niken bảng phương pháp điện phán /°7
PHẤN 3 : KỂT LUẬN Ịồọ
PHÀN 4 : TÀI LIỆU THAM KHẢO lli
6

7. MỞ ĐẦU
Cùnu với sự phát triển cùa nền kinh tế và đời sống nhu cầu về nước ngày
càng nhiồu, lượng nước công nghiôp cũng như nước sinh hoạt thải ra ngày càng
lớn. gây ô nhiễm đáng kê đến nước bồ mặt và môi trường.
Nước thải dưa vào hề mật các loại hợp chất khác nhau từ dạntỉ, tan, dạng
huyền phù, dạng nhũ tưưng đến các loại vi khuẩn. Một số chất vô cơ và hữu cơ tan
trong nước có ánh hướng độc hại lới sự phái triển của các vi sinh vật trong nước.
Trong số các chất vô cơ phải kể đến các ion Pb2+, A s ' C r!+, Ni2+... [3|
Để giảm mức dộ gây ô nhiễm cùa nước thải công nghiệp tới các níỊUổn nước
nuô cá và tưới tiêu trong bản luận án này chúng tôi tập chung nuhiên cứu xử lý
lách loại và thu hổi crom, nikcn trong nước thái bể mạ nhà máy quân đội Z121.
7

8. PHẦN 1
TỔNG QUAN
1. VAI TRÒ CỦA NƯỚC VẢ TÁC DỤNG ĐỘC HẠI CỦA CÁC ION KIM LOẠI
TRONG NƯỚC
1.1.Vai trò của nước:( 1)
Nước là một chái hình thường vì tính phổ biến của nó nhưng lại rất khác
thường vồ tính chất và ứng dụng.
Ta đã biết nước không thể thiếu được trong đời sống sinh hoạt hàng ngày ,
còn trong công nghiệp nước cũng rất cần cho công nghiệp hoá học và những
nghành có liên quan như dược phẩm, thực phẩm... ở đó nước là môi trường đổ tiến
hành phản ứng hoá học, nước là chất phản ứng đổ tạo Ihành sản phẩm; nhiéu
khoáng chất và nguyôn tỏ hoá học được tách ra từ các nguồn nước có hoà tan
chúng ... Với những lính chất dị thường vốn có, nước thực sự là nguyên liệu quí giá
của công nghiệp.
Với diện tích gần ba phần tư bề mặt Irái đất độ sâu trung bình 4km, biển và
dại Jương cỏ tác dụng diều hoà nhiệt độ trên trái dất. Trong lòng dại dương có đến
40 nghìn loại cá sinh sống , tổng lượng hàng năm hàng chục triệu tấn , rong biển
và những nghành thân mồm chứa protit có giá trị và các nguyên tố vi lượng được
sử dụng rộng rãi làm Ihức ăn cho người. Vì vậy nước khống những quan trọng đối
với dời sồng, công nghiệp mà còn không thể thiếu dược đối với sự sống của rất
nhiiu loài động vật có ích trong nước.
Hiện nav con người dang tìm cách sir dụnu một cách khoa học các nguồn
niró- - mội lài sản vỏ iỉiá trẽn trái đất, giữ cho chúng khỏi bị nhiễm bẩn , nhất là bị
8

9. nhicm lioá chất độc. Đổng thời , bằng phương pháp khoa học tác động vào nước
con ni>ườị khônu ngừnụ tạo thèm cho nước những IÍI1Ỉ1 chất đặc hiệt khác có lợi
cho kỹ thuật và đời sống.
1.2.Vai trò sinh hoá và độc tính của các nguyên tô hoá học.
Các ion kim lại nặng vào cơ thổ có tác hại lớn với các enzim, dặc biệt chúng
có ái lực lớn đồi với các phối tír chứa nhóm -SH và -SCHiCỦa các en/.im làm mất
hoại tính sinh học của chúng.(11)
SH s
en/im ^ +Hg2+ —> Enzim 's's‘ Hg + 2H+
Các melallocnzim chứa các ion kim loại trong cấu trúc của chúng được thế
chồ bời các ion khác có cùng kích thước và điện tích thì tác dụng sinh hoá của nó
bị k>m hãm , ví dụ Zn2+trung một số meiallocn/.im dược thay thế bằng C(J2+ thì sẽ
dán đến sự nhiỗm độc Cd2+.
Từ láu người ta dã nhận thấy rằng các nguyên lố dạng vết có một chức năng
đạc ">iệi như là một loai chất hoạt hoá cnzim . Chính vì vậy mà xuất hiện một khả
nàng nguy hiểm rất lớn đối với cơ thổ sống do việc một số nguyên tố như Cd, Ni,
Pb .. Có thể thay thế các nguyên tố cần thiết. Điều này gây ra hội chứng nhiễm
dộc và dẫn đến tử vong. Ngoài ra cũng có khá năng một sô' nguyên tố cần thiết có
mạt với một ỉirợng dư sẽ làm rối loạn chức năng sinh hoá binh thường của các
nụmèn lô' khác do đó sinh ra hội chứng nhiễm độc( l5t
2 ĐAI CƯƠNG VỀ CROM VÀ N1KEN
2.1.Giới thiệu chung về crom( 14)
Crom là nguyên tô' nhóm d , số thứ tự 24 trong bảng hệ thống tuần hoàn
MenJelcep. Crom ở dạng đơn chất là kim loại óng ánh, màu trắng xám. Crom
9

10. nmivên chất rất dẻo nhưng hợp kim crom với mội số kim loại dùng trong kỹ thuật
lại 1.1một troni; những hợp kim cứnu nhất.
Crom dơn chấl dỗ bị thụ động hoá trong axil nitric và axit sunfurie đặc . Khi
(lun nónii và đặc biệt ờ trạng thái nghiền nhò erom bị nhiều á kim oxi hơá , ví dụ bị
cháv trong oxy
4Cr+ 3()2= 2Cr2(),
('ác hợp chất Cr(Il) người ta mới chỉ biết dược một ÍI dần xuất như CrO mầu
đen. Cr(()H)> mầu vàng , CrS màu đen, CrClj, không màu... các muối Cr(II) là
những chất khỉr mạnh , chẳng hạn chúng dề bị oxy không khí oxy hoá.
4|Cr(OH2)J2f + ()2+ 4H+= 4[Cr(OH2)6]3++ 2H20
Nếu môi inrờno nước không chứa chất oxy hoá thì chúng sẽ hị phân huỷ
dấn bởi nước:
2CrCl2+ 2H,C) = 2Cr(OH)Cl2+ H2
Các hợp chất bậc hai của Cr(II) thực tế chỉ thể hiên tính bazơ , chẳng hạn
Cr<). Cr(OH)2chỉ tương tác với các axil
CrO + 2H,()++ 3H20 = [Cr(OH2)6ị2+
Các phức aquơ [Cr(OH2)6]2+ và các hydrat tinh thổ CrS04.7H20 có màu
xamli nước biển.
Phức chất hexaaquơ ịCr(OH>)J2+ có cấu tạo bát diện ứng với cấu hình
electron
[8"T2lK(d)]-’ |5*r
Cr(III) oxyl khó nóng chảy (Tnc = 2265°c) khòníỉ tan trong nước, kiềm hay
axiit Bản chái lưỡng tính của nó thổ hiên khi nấu chảv với các hợp chất tương ứng
chẳng hạn nấu chảy Cr2()(với kalidisunfat tạo thành Cr(ỈII) sunfat:
1 0

11. Cr>(), + 3K,S20 7= Cr2(S04)?+ 3K2S04
CÒI1 khi nấu chay Cr,(), với kiềm và các oxit unmg ứnu thì lạo thành
xocromat(IIl):
2KOH + Cr2(), = 2KCr()2+ H2G
Khi dể yên Cr20,.xH20 dần dần chuyển llìành Cr(()ỈI)f và mất hoạt lính
Cr(OH), này tan nhiều khi có mạt axit hoặc kiềm.
Cr(OH), + 3H ,G + = |C r(()H ,)f, r +
Cr(OH), + 30 H = ỊCr(OH)f)]'
Có thể biổu diỗn quá trình chuyển hoá Cr(IỈI) trong các phức anion và
cation như sau:
OH OH
n|Cr<()H,)„lu ^ Cr(OH),(OU2),ru .......... — n|Cr«)HU ’-
H,<>* ] [ H,<>*
Cr(OH),
Trong dung dịch các hựp chất Cr(III) ít nhiều đổu bị thuý phân. Có thể xem
sự hình Ihành phức chất hycỉroxopenta aquơ fCr(OH)(OH,),|2+ là giai đoạn dầu của
quá trình ihuỷ phân các halogenua, sunfal, nitrat của Cr(III ):
|Cr(OH2) J u + H ,()^[C r(O H )(O H ,)v|2++ H,<r
Chí có oxytcrom CrC), và các haloRenua CrC)2F2, Cr02CỈ2 là bền.
Anhyđrileromie dỏ lan trong nước tạo thành axit crornic
CrO, + H2() = H2Cr04
Gì() axit lác dung với dung dich đăc kalicromat, thì màu ?ủa nó dầu tiên là
da cam đỏ sau dó biến thành màu sẫm hơn do các đicromal rồi tricomat được tạo
thành.
2K,Cr()4 + H2S04= K2Cr20 7+ K2S04+ H2Q

12. Khi làm lạnh và axil hoá liếp tục duntỉ dịch bằng axil sunfuric thì những
linh the anhvdriccromic dỏ sẫm sẽ tách ra:
K2Cr04+ H2S04= CrO, + K2SO, + H20
Còn nếu cho kiềm lác dụng lên polycromat thì quá trình diễn ra theo hướng
ngược lại và thu dirực cromat. Có thể biểu diễn quá trình tương hô cromat và
dicromal bàng phương trình phán ứng thuận nghịch:
2Cr()42 + 2H,()+ == C r/V + 3H20
Các chất Cr(VI) là những chất oxy hoá mạnh . Trong quá trình oxy hoá khử
chúng chuyển thành các dần xuất . Trong đỏ ở mổi trường trung tính sẽ tao thành
Cr(lIl)hyđroxit .
K2Cr2ơ 7+ 3(NH4)2S + H2() = 2Cr(OH), + 3S + 6NH, + 2KOH
Trong mồi trường axit tạo thành các dẫn xuất phức cation.
K,C'r,()7+ 3Na,SO(+ 4H2S04= Cr2(S04)(+ 3Na2S04+ K2S04+ 4H20
Trong môi Irirờnlí kiềm sẽ tạo thành các đản xuất phức anion [Cr(OH)6]3'
K2Cr,()7+ 3(NH4)2S + 4KOH + H20 = 2K,[Cr(OH)6j + 3S + 6NH,
Các hợp chất của crom có ímg dụng rộng rãi trong cổnu nghiệp ví dụ Cr2Oj
dược clùnu đổ diều chế strn màu và các chất xúc lác CrO, dùng đổ diều chế crom và
mạ crom các chi tiết máy và ngoài ra các hợp chất của crom còn đưực dùng trong
phân tích hoá học và tổng hc.ĩp hoá học.
2.2.Giứi thiệu chung về niken[14]
Nikcn là nguyên tố có số thứ tự 28 trong bảng HTTH, có trạng thái oxi hoá
2 . Trên trái đất niken nằm dưới dạng 5 đồníỉ vị bền. Lượng lớn niken tập trung
tronu quăng sunfua đổng nikcn ờ dạng đơn chất niken là kim loại trắng ánh kim ,
niken lạo thành 2 dạng thù hinb niken lục phương tồn tại dưới 250°c và nikcn có
3K,Cr,<)7+ H,S04= 2K,Cr,O|0+ K2SC)4+ H2()
12

13. mạng lâp pỉurơnu tám diộn . Niken có tính chất sắt lừ và có khối lượng riêng 8,9
o/cm' , nhiệt dộ nóng chảy 1453°c , nhiệt độ sôi 3()()0°c . Nikcn có cấu tạo
electron uronụ tự Co.Fc nhimg có hoạt tính hoá học kém Co, Fe . Với 0 2niken chí
bát đầu lác dụng ở 50()°c , khi đun nóne , nghiền nhỏcfỗ bị halogen , lưu huỳnh,
selen, pilot pho, ascn, anlimon....oxi hoá. Niken tạo thành các hợp chấl có liên kết
kim loại với đa sô các nguyên lố kể trên Ni<s2, Ni3Se2, Ni,p, NiAs, NiịC, Ni2B,
NiB. Nikon có khả năng hấp thụ một iượng lớn hyđro lạo thành các dung dịch rắn.
Với các axil , kiềm niken có tính chất tương tự Fe, Co là rất bền về phương
diện hoá học, chỉ tham gia phản ứng ở nhiệt độ cao.
Niken chủ yếu được điều chế từ quăno sunfua đổng niken, kim loại niken tự
do thườim dược diều chế bằng cách dùng cacbon khử Ni() . Người la tinh chế
niken bằntỉ cách điên phán dunti dịch nikensufat. Các kim loại tạp chất platin kèm
Iheo dirực tách ra dưới dạng bùn anot.
Niken chủ yếu dùng đổ sản xuất các hợp kim nikcn và thép pha luyện (thép
không iỊÍ, chịu nhiệt). Từ niken người ta chế tạo ra những thiết bị đặc biệt cho các
quá trình sản xuất hoá học. Nó còn được dùng làm các lớp mạ bảo vệ và trang trí
trên kim loại khác.
ở dạng hợp chất niken tạo thành các dung dịch rắn liên tục với kim loại
nhóm VIII (trừ Ru và Os) mangan và đổng. Còn với Cr, Ti, Al, Be, Ru, Os và các
kim loại khác , niken cho duim dịch hạn chế . Trong số các hựp chất kim loại của
niken, quan trọng nhất là Ni,AI, NiMn , NiAl, Chúng tham gia vào Ihành phần các
hợp kim của nikcn, làm cho những hợp kim này có những lính chất cơ , lý , hoá
quý uiíí. Các kim loại càng nằm xa niken trong bảng HTTH, thì các hợp chất kim
loại cùng kiểu tạo thành có ỉiôn kết càng bền và tính bổn nhiột càng cao hơn. Ví dụ
độ bén liên kết và tính bồn nhiệt tăng lên trong dãy Ni,Fe, Ni,Mn, Ni3Cr, NiịV,
Ni,Ti. Các hợp chất kim loại Ni,Mn , Ni3Fe, PtNi2có tính sắt từ.
Niken-crom là hợp kim có điện trở cao, có tính bền, chịu nhiệt nhờ màne
Cr20, nên được dùng rộng rãi làm phần tử đốt nóng trong kỹ thuật điên. Trong số
các hợp kim sắt - niken phái kể đến inva, nó không bị dãn nở khi đốt nóng, platinit
13

14. có hệ sô dãn nớ nhiệt giống như thuý tinh, được dùng làm chất thay platin để gắn
với ihuỷ tinh....
Các hợp chất Ni(II) có số phối trí 6 và 4 ứng với sự phân bố các liên kết
Iheo hình bát diện và hình vuông phẳna (lai hoá đsp2) . Các phức chất hát diện của
Ni(ll) ihuận từ còn phức chất vuông phẳng thì nghịch từ.
Tronq số các phức chất cation của Ni(II) thì phức aquơ và amino là bền và
có cấu trúc electron như sau :
8 'V d8‘a
Phức chất aquư có màu lục sáng:
NiF2.6H20 , Nì(N0j)2.6H20 , NiCC)3.6H2( ) ....
Phức chất amoniacal đổu có màu xanh đậm , tương đối dề tạo thành.
NiCI2+6NH, = |Ni(NH3)6JQ2
Nhờ có sự tạo thành amoniacat mà Ni(()H)2lan được khi có mặt amoniac và
muối amoni
Ni(OH)2+ 6NH, = [Ni(NH,)6](OH)2
Ni2+có các phán ứng chính sau:
a- Phản ứng với NaOH
Ni2++ 2()H = Ni(OH)2ị lục
Cũnụ giống như sắt , Ni2+có thể bị oxi hoá bởi các chất oxi hoá mạnh như
Br2, Cl2tạo thành Ni’+
2Ni(OH)2+ Br2+ 20H = 2Ni(OH), + 2Br
b- Phản ứng với NH4OH
NiCl2+ NH4()H = NiOHQ + NH4C1
NiOHCl + 5NH4OH + NH.CI = [Ni(NH?)6J2++ 2C + 6H2Q
14

15. c- Phản ứng với (NH4)S
Tronli môi trường axil NiS không hình thành , nó kết tủa khi tác dụng với
amonisulua tương tự Co2+.
(NH4)2S + Ni2+= NiS + 2NH‘1+
NiS có 3 dạng thù hình a, Ị3, Ỵ, để lâu dạng a chuyển sang dạng ị3 và y
chi tan trong nước cường thuý.
d- Phản ứng với đimetylglioxim.
OH Ọ....H-Ọ
I _ V Ị
H .,C -C -N HjC - c = N N = c - CH,
2 I + Nii+ + 2NH| = ị Ni I + 2 N I f
11 - (' = N H,C-C = N N = C-CH,
OH Ò-H....Ẳ
2.3- Độc tính của crom:
Kim loại nặng có trong nước thải gây độc hại cho con người , động vật, thực
vậi. Tuỳ thuộc vào từng kim loại năng và hàm lượng của chúng. Đối với crom nó
gây ảnh hưởng lớn đến con người và động thực vật.
Đối vói con ngưòi [9J:
Trong nước thải crom ờ dạng Crỉ+ và Cr6+ nhưng Cri+ Ihường găp hơn .
Dạng này bị ảnh hưởng bởi mức độ khử của ion kim loại trong nước và cả các hợp
chất hữu cơ cố tính khử.
Nguồn gốc của nó là do chất thải từ công nghiộp mạ và quá trình đốt cháy
các nhiên liệu hoá thạch .
Hiệp hội WHO (Worrld Health Organization) tìm thấy 17 nguồn nước ngầm
và một nguồn nước bề mặt có chứa nồng độ Crom tổngcọM^ lớn hơn 50mg/l . Vào
nhĩrnu năm 1969 đến năm 1980 liên đoàn cứu trợ thế giới đã đề ra chỉ tiêu cho
nước uống với tổng nồng độ crom trung binh là lOmiỉ/l đối với nước bổ mặt và
16mu/l dối với nước ngầm.
15

16. Crom có dộc tính khá CHO , chỉ cần một lượng nhỏ có thể i>ây bênh cho con
người. Khi nó xâm nhập vào cơ thổ người có tác hại lớn đối với các enzim , nó thay
thố nhỏm -SH- trong en/im làm mất hoạt tính của enzim.Do vậy nó gáy bệnh cho
nmrời: Gây bệnh ean, thân , dối loạn dường hô hấp.
Nếu bị nhiễm dộc Cr6+mãn tính có thể gây viêm da, loét da.
Niiười hay động vật tiếp xúc với Crom qua đirờnn hô hấp sẽ bị ung thư.
Đôi với động vật [13]:
Người ta khảo sát sự sống của cá chép hằng cách ngâm Irứng cá sau khi thụ
tinh vào trong nước có chứa Cr6+ ở nồng độ 3,9 - 9,6 mmol/l tại pH= 7,8 crom
không ảnh hưởng đến tý lệ nở trứng và tỷ lệ mắc bệnh tuỷ sống của cá.
Nhưng với nồng độ 9,6mmol/l và pH=6.3 làm giảm tỷ lê nở trứng, tăng tỷ lê
từ vong
Nếu ngâm trứng cá trong nước có nồni? độ 3,9mmol/l ở pH=7,8 thì làm tăng
sự kết dính của những lố bào tiết ra chất nhẩy. Nước có nổng độ 3,9 mmol/1 tại
pH=6,3 tỷ lệ mắc bênh tuỷ sống của cá tảng, mang và vây khô hưn, khả năng chịu
rét kém hon.
Nhtr vậy tại pH= 7,8 tỷ lê tử vong và tỷ lộ mắc bệnh tuỷ sống là không đáng
kể so với tại pH=6,3.
Người ta cũng ihấy crom gây ảnh hưởng đến quá trình phát triển thực vật,
như gây bệnh vàng lá đới với lúa.
Do crom có ảnh hưởng xấu đến môi trường và gây tác hại đến cuộc sống
con người, động, thực vật. Tổ chức ytế thế giới WHO đã đưa ra qui định hàm
lượnu cho phép của crom trong nước uống là 0,05mg/l
ơ Việt nam , Bộ khoa học công nghê và môi trường cũng đã đưa ra một số
chi tiêu chuẩn tạm thời về hàm lượng crom troníỉ nước như sau:
• Nước thải : 0 , 8 - 3mg/l
• Nước bề mặt : (),5mg/l
16

17. • Nước ăn, sinh hoạt : 0,05mg/l
2.4.ĐỘC tính của niken 112ị:
Trong nirớc sinh hoại và nước tự nhiên thường ít gặp niken, nó chí có ở mội
số nguổn nước chảy qua các vùnli có chứa quặng niken và cỏ nhiều trong nước thải
mội số nhà máy luyôn kimvà hoá chất có dùng niken . Trong nước niken thường
tôn lại Ni2+dạng phức xianua.
Nước chứa Ni2+ gây ra chứng neứa , viêm da ở những người nhạy cảm với
niken và gây ngộ độc do cacbonyl niken , ảnh hưởng phổ biến nhái do tiếp xúc với
nikcn là “chứng ngứa nikcn” chủ yếu là nhữno người làm mạ niken.
Ngoài ra cũng xây ra hiện tượng ngộ độc nikcn do hít phái bụi niken. Đã có
một sô' tài liệu chỉ ra rằng một số công nhân làm trong nhà máy tinh luyện niken
mắc phải bộnh ung thư phổi, họn^ và mũi. Nguyên nhân chính của vấn đỗ này vẫn
chưa giải thích được hoàn toàn nhưng người ta cho rằng nó có liên quan đến niken.
Những nghiên cứu cho biết độc tính đặc biôt của cacbonyl niken dưới dạng
nhỏ, mịn láng đọng trong phổi ở điều kiện ẩm của dịch phổi gây nên kích ứng
xunu htiyếl và phù nồ ở phổi.
Do đó nuười ta cho ràng ngưỡng khônií độc là 10 ’ ppm chính là nồng độ tối
đa của cacbonyl niken trong khòniỊ khí mà người công nhân tiếp xúc qua 8 giờ làm
việc mà khổng gây tổn hại sức khoẻ.
ị GIỚI THIỆU VỂ KHOÁNG SÉT:(8)
Đất sél là một loại quăng đặc biệt , được con người biết đến và sử dụng
troíìụ dời sống lừ cách đây hàng nghìn năm . Nếu dựa Iheo dặc tính dỗ nhận biết có
Ihể định nghĩa khoáng sét như sau:
“ Đất sét iù loại quặng dạng đất mịn , khi trộn thôm nước trở nôn dẻo có thể
tạo hình theo ý muốn, để khổ vẫn giữ nguyên hình dánu đó, khi nung lên thì chắc
đặc thành đá”.
Ngày nay người ta xác định dược rằng đất sét là hỗn hợp chứa nhiều khoáng
vật irons dó khoáng vật sét là chủ yếu (trên 70%) còn lại là khoáng vật phi sét như:
17

18. thạch anh, mica, gippit ... ngoài ra trong đất sét còn có các loại khoáng vật hữu cơ
là sán phẩm của quá trình phân huý xác động thực vật.
Nói chung lất cá các khoáng sét đều có dạng cấu tạo từ nlìữni’ tấm tứ diện
SiO_|4 và bát diện ỊAl(OH)6]’' , các tấm tứ diện và hát diên đểu có cấu tạo lớp.
Chính nhờ cấu tạo lớp và kích thước của các hạt nhó nôn đất sét có tính dẻo, có
khá nánu tạo hình kết dính. Ngoài ra, đất sét có dặc lính quan irọng nữa mà ní>ày
nay đang được các nhà khoa học nghiên cứu và sử dụng là sự thay thế dịch chuyển
các ealion trong cấu trúc dán đến khả năng hấp thụ và trao đổi giữa các cation của
khoáng với các cation bôn ngoài. Cơ chế của quá trình này được giải thích như sau:
Các cation Si4+ ờ tấm tứ diện và Al3+ ở tấm bát diện có thể bị thay thế bởi
các cation có điện tích bé hơn như Cr3+, Ni2+ .V.V.. làm cho khoáng sét tích điện
ám. Các cation bù trừ điện tích âm đó có khá năng trao đổi với các cation nằm
tronẹ môi trường liếp xúc với khoáng sét.
Dựa vào cấu Irúc chủ yếu là cách xấp xếp giữa các tấm từ diện và bát diện
ĩiìà người ta chia chúng thành các loại khác nhau: caolinit, monlorilonit
3.1. Khoáng sét nhóm caolinit:
▲.
IX

19. Tròn hình chi) la Ihấy mỗi lớp caolinũ uỏm 2 lá lứ diện Si04quay đỉnh về
phía 2 lá bát diện tại nút mạng lưới chung thì OH được thay thế hằng o2. Vì bán
kính của o2 bằng 1,36A° rất lớn so với bán kính của Si4+là 0,39A° nên mạng tinh
thê caolinit íỊồm phán mạng o2và OH gói gém chắc dặc còn các cation Si4+,
Mtr+..v .V .. nằm trong vùng chống của mạnc anion đó
3.2. K h o á n g sét n h óm m o n tm orilon it:
19

20. Nhổm khoáng này còn gọi là khoáng sét 2/1 vì mỗi lứp của khoáng sél này
iỉỏm 2 tám tứ diện và một tấm bát diện . Hai tấm tứ diện cùng quay đinh chung vào
tấm hát diện ở giữa.
Mạng lưới của khoáng này thường có sự thay thế của Ali+ bằng Crỉ+, Fe2+ ...
và vị trí của Si4+ thay thế hởi Al,+ ... sự thay ihế này làm toàn mạng lưới tích diện
âm . Các cation Na Ca2+ ... bù vào điện lích Ihiếu dỏ được phân bố giữa các lớp.
Công thức gần đúng là Al2|(()H)2Si4O10] . nH20 trong dó nH2() là nước hấp phụ .
Nél đặc biệt của cấu trúc khoáng vật nhóm này là các lớp cách nhau bởi 2
mặt anion ()’ do đỏ khônu có liên kết hyđro giữa các lớp làm cho khoáng vật có
độ phân tán cao . Cation bù Irừ cho sự thay thố đồng hình không đổng hoá Irị được
phán hố giữa các lớp, mặt khác các cation này bị hydrat hoá theo mức độ khác
nhau nên dẻ dàng trao đối với các cation có trong dung dịch tiếp xúc với khoáng
SÓI. bo đó khoáng sét này có đặc tính trươntĩ nở mạnh. Khoáng sét montmorilonit
chứa cation trao dổi là Na+có tôn là sét bentonil .
4- MỘT SỔ PHƯƠNG PHÁP x ứ LÝ VÀ THU Hổi CROM, NIKEN TỪ NƯỚC
THẢI CÔNG NGHIỆP.
Thông thường để xử lý và thu hổi crom từ nước thải công nghiệp , người ta
dùng phương pháp : hoá học, hoá lý, sinh hoá.
Phương pháp hoá học và hoá lý là những phương pháp dùng để xử lý thu hổi
kim loại quí hoặc để khử chất độc , các chất ánh hường xấu đối với giai đoạn làm
sạch sinh hoá sau này.
Cơ sở của phương pháp hoá học là phản ứng hoá học , các quá Irình hoá lý
diễn ra giữa chất bẩn và hoá chất cho thêm vào.
Những phán ứng diền ra có thể là: phản ứng oxi hoá, khử, phản ứníỊ tạo kêì
lủa. phán ứng phân huỷ.
4.1-Phương pháp trung hoà:[6]
Nước thải sản xuất irong nhiều lĩnh vực công nghiệp có chứa axit hoặc
kiềm, dể ngăn ngừa hiện tượng xâm thực của axit, kiềm người ta dùng phương
2 0

21. pháp iruny hoà. Phircmg pháp này người ta dùng để làm một số muối kim loại nặng
lãng xuống và tách ra khói nước thải.
Tron 2 trường hợp lượng axil tro lie nước Ihãi nhiều thì phải thêm kiềm hoặc
vôi. Ngược lại trong nước thải nhiều kiềm thì phải thêm axit để tạo môi trường
trung tính, kèm theo một số chất kết tủa tạo thành lắng xuống.
Ta có sơ đồ sử lý crotn bằng phương pháp trung hoà như sau:
21

22. Nước thái cònu nghiệp có chứa crom kèm theo , niken hoặc đồng được xứ lv
báng ba cách làm sau:
Phironu pháp trung hoà Cri+bằng NaOH, Ca(()H)j hoặc Na2CO, tạo kết tủa
h y i l r o x i t :
Hliưomu pháp khứ Cr6+ bằng SC)2 , NaHSO, . FcS()4 tronụ môi irườnẹ axit ,
sau dó dùng tiếp plurơnu pháp irung hoà trên.
Phương pháp kết lúa Cr6+bằng BaCl2, BaCO, trong môi trường NaOH. Cuối
cung dùng phưưntỉ pháp gạn lọc để tách riêng chấl thải ớ dạng lỏng và rắn.
Từ bã thải rắn ihu dirực , có thể tách và thu hổi erom ờ dạng sạch bằng
phương pháp hoá lý như phương pháp sắc ký, phương pháp điện hoá...
4.2- Phương pháp điện hoá :115 I
Phương pháp này thực chất là phán ứng oxy hoá khử thực hiện trên các điện
cực nhầm phá huỷ tạp chất dộc hại trong nước thải, thu hổi các kim loại quí rồi dưa
vào sử dụng lại trong dây chuyền sản xuất.
Đây là một trong những phương pháp quan Irọng nhờ có quá trình điện phân
các ion kim loại nặng và anion dỗ phóng diện trong nước thải sẽ bị kết tủa lắniỉ
đọng lại. Phưưng pháp này cho phép giám lượng cation kim loại , do chúng chuyển
(hành trạng thái nguyôn tô.
Quá trình diện phân phụ Ihuộc vào điện thế. Cường độ dòng, thời gian, cấu
lạo diện cực và nồng đỏ dung dịch.
Kim loại được tạo thành trên bề mật calốt theo phản ứng:
Ma++ ne = M°
Khi dùng phưưng pháp này để xử lý nước thái ta chú ý đến tính phức tạp của
môi trường để giâm những phán ứng phụ , gây ảnh hướng đến quá trình oxy hoá
khử hoặc các phán ứng phụ này cỏ thể đầu độc điện cực khổni> sử dụng lại được.
Hiệu suất diện phán sẽ lăng nếu ta tăng diện tích hề mặt điện cực và hệ số
chuyến chất iiiữa chất lỏng và diện cực.

23. Plìươnu, pháp điện phân dùng để xử lý kim loại trong nước thái với hàm
lượntỉ lớn cỡ g/l . Hàm lirợnu kim loại sau khi xử lý có thể đạt tới nm/l . Vì vậy
phươnu pháp điện phân được sử dụng rộng rãi đô tách kim loại từ oxit hoặc dung
dịch muỏi kim loại . Thông thường phán huỷ chất độc hại và thu hồi chất quý hiếm
là hai nhiệm vụ đồng thời . Nhờ quá trình oxy hoá khử các chất độc hại trở thành
không dộc hại và thu hồi dược chấl quí để tái sán xuất.
Dựa vào phương pháp này trước đâv ncười ta đã điện phân dung dịch CdvS04
ớ điện Ihế 3v , thời gian là 2 giờ , pH= 8 để thu hổi Cd . Qua nghiên cứu đã cho
thấy hiệu suất thu hổi Cd lớn nhất là 78% đối với diinu dịch CdSG4đem điện phân
có Iiổng độ nhỏ nhất là 9,8. 1() 'M.
Cũng dựa vào phương pháp điện hoá người ta đã điện phân dung dịch
K2Cr,()7 0,06 N dể thu hổi C r. Qua nghiên cứu các quá trình khảo sát những yếu
lố ánh hường đến hiệu suất của khá năng thu hồi cho Ihấy: ờ điện thế 4V , Thời
gian điện phán là 2 giờ, pH duniỉ dịch 1,5 và nồng dô Cr 6+trong dung dịch trước
điện phân là 0,0075 N cho hiộu suất thu hồi lốt nhất.
4.3- Phương pháp hấp phụ
4.3.1- Nguyên lý chung của phương pháp hàp phụ: ị5 I
Phương pháp hấp phụ dược xử lý rộng rãi để xử lý nước thải công nghiệp vì
phương pháp này rất vạn năng, nổ cho phép xử lý nước Ihải chứa 1 hoặc nhiồu loại
chất bẩn khác nhau, kể cả khi nồng độ chất bẩn trong nước thải rất thấp . Như vậy
phương pháp hấp phụ còn có thổ dùng để xử lý triệt để nước thải sau khi đã xử lý
hang các phương pháp khác.
Hiện tượng lăng nồng dô chất tan trên bề mặt phân chia giữa hai pha gọi là
hiện lượng hấp phụ . Hấp phụ có thể diễn ra ờ bẻ mặt biên giới giữa hai pha lỏng
và khí , giữa pha lỏng và rắn . Trong công nghệ xử lý nước thải khi nói về phương
pháp hấp phụ tức là nối vé quá trình hấp phụ chấl bẩn hoà tan ở bề mặt biôn giới
giữa pha lỏng và pha rắn.
23

24. Hấp phụ các chất bẩn hoà tan là kết quả của sự di chuyển phân tử của những
chất đó từ nước vào hề mạt chất rắn (gọi là chất hấp phụ) dưới tác dụng của trường
lực bề mặt . trường lực bé mặt có hai dạng:
• Hyđral hoá các phân từ chất tan lức là lác dụng urcmt’ hỗ giữa những phán
tử chất bẩn hoà tan với những phân tử nước lrong dung dịch .
• Tác dụng nrơng hỗ giữa những phân tử chất bẩn bị hấp phụ với các nguyôn
tử trên bề mặt chất rắn.
Hai tác dụng lương hỗ trên dây đối kháng nhau . Tác dụng hyđrat hoá càng
mạnh thì các chất bẩn càng khó hấp phụ vào bề mặi chất rắn và ngược lại . Tác
dụna hydrat hoá càng mạnh khi chứa càng nhiều nhóm hydroxyl trong phân tử
chất bẩn . vì nhóm hydroxyl có nãng lượng hyđrai hoá lớn do chúng có liên kết
hyđro với các phán tử nước .
Phân tử chất bẩn có diện tích làm cho phân lử nước hướng vào bao bọc xung
quanh . Phân tử chất bẩn khi phân ly thành ion sẽ hấp phụ vào bồ mặt chất rắn với
nãng lượng rất nhỏ so với phân tử của chính những chất dó khi khổng bị phân ly.
Những chất có cấu trúc phân tử với liên kết kép lức là liên kết có II điện tử
thì sẽ có lực hấp phụ mạnh nhất . Như vậy nếu trong nước thải chứa các chất mạch
Ihắng không có nhỏm định chức để tăng lực hấp phụ , hoặc chứa các chất hữu cơ
có điện ly mạnh thì sẽ tốn rất nhiều chất hấp phụ. Phương pháp hấp phụ không thể
dùng đổ thu hồi các chất như rượu đơn chức, glicol , nhưng sẽ cho hiệu quả cao khi
xử lý nước thải chứa các keo diện ly , vì ion của chất này sẽ cùng với muối khoáng
trong nước sẽ tạo thành mixen , tức là dẫn tới hiện lượng khử hyđrat một phần.
Để đánh giá lực hấp phụ người ta dùng chỉ tiêu giám năng lượng hấp phụ tự
do ( A F ) khi thực hiện hấp phụ một chất trong điều kiện tiêu chuẩn tức là dung
dịch cực loãng-
Đặc biệt đánu chú ý là khi hấp phụ các axit và kiồm hữu cơ yếu, vì ta đã
biết khi có axil mạnh hoặc kiềm mạnh thì việc phân ly các axit yếu hoặc kiềm yếu
sẽ không diễn ra. Do đó việc hấp phụ các axit yếu sẽ diỗn ra rất mạnh và hoàn toàn
khi giá trị pH của nước thấp và tương ứng với kiềm yếu khi pH cao.
24

25. Nói chung với da số các chất bẩn , khi hấp phụ có ihê xác định giá trị pH tôi
ưu . Nêu các loại nước thải có giá trị pH tối ưu khác nhau thì hoặc là phải thực
hiọn hấp phụ ờ những thùng hay tháp hấp phụ riêng biệl đổ lạo pH tối ưu cho từng
loại nước thái , hoặc là cho hỗn hợp các loại nước ihái nrti tiếp qua các thùnụ hấp
phụ với điều kiện lần lượt lạo khoảng pH tối ưu cho từng loại nước thải. Nếu khổng
lạo dược giá trị pH tối ưu khi hấp phụ các chất bẩn hữu cơ phân ly yếu trong nước
thì sẽ tổn hao nhiều lượng vật liệu hấp phụ mà vẫn khổng đạt được hiệu quả mong
muốn . Như vậy khi xử lý nước thải bằng phương pháp hấp phụ thì đầu tiên sẽ loại
được các phân tử của các chất khổng phân ly thành ion rồi sau đó mới loại được
các chát phân ly.
Khi hấp phụ sẽ kèm theo hiện tượng giảm năng lượng tự do ở dạng nhiệt toả
ra . Do đó quá trình hấp phụ sẽ diẻn ra mạnh nếu kịp thời hút nhiệt toả ra khỏi mỏi
trườnu , nghĩa là nếu thực hiộn hấp phụ ở nhiệi độ tlìấp của nướcthải . Ngược lại,
nêu nhiệt độ của nước thải cao sẽ có thể diễn ra quá trình khử hấpphụ . Vì vậy
Ihựe lê người ta dùni> nhiệl đổ phục hồi khả nãng hấp phụ của các hạt rắn là dựa
vào nguyên tấc này.
4.3.2- Qui luật chung của quá trình hấp phụ:
Quá trình hấp phụ là quá trình thuận nghịch. Nghĩa là
sau khi chất bẩn đã bị hấp phụ rồi, có thể di chuyển ngược lại từ bềmặtchấthấp
phụ vào dung dịch . Hiôn tượng này gọi là khử hấp phụ .
Với những điều kiện như nhau , tốc độ của quá trình thuận nghịch tương
ứnu lý lệ với nồng độ chất bẩn trong dung dịch và trôn bề mặt chất hấp phụ , khi
nổng độ chất bẩn trong dung dịch đạt giá trị cao nhất thì tốc độ hấp phụ cũng lớn
nhất. Khi nồng độ chất bán trôn bề mặt chất hấp phụ tảng thì số phân tử đã bị hấp
phụ sẽ di chuyển trờ lại dung dịch cũn° càng nhiều him.
Trong 1 đưn vị thừi gian số phân tử bị hấp phụ từ dung dịch lên bề mặt chất
hấp phụ bằng số phân tử di chuyển ngược từ bề mặt chất hấp phụ vào dung dịch thì
nỏnu độ chất bẩn hoà tan trong tiling dịch sẽ là một đại lượng không đổi . Nống độ
này gọi là nồng độ cân bằng .
25

26. Nmrời la phân hiệt hai kiêu hấp phụ : Hấp phụ irong điều kiện lĩnh và điều
kiện dộng.
Hấp phụ Irons diều kiện tĩnh là khóm: có sự chuyển dịch tương đối cua
phím lir chất lỏng so với phân tứ chất hấp phụ mà chúng chuyển động với nhau.
Biện pháp thực hiện là cho chất hấp phụ vào nước và khuấy trộn trong một
khoánií thời gian đủ đổ dạt dirực trạng thái cán bằng. Tiếp theo cho lắníỉ hoặc lọc
để eur chất hấp phụ lại và tách nước ra.
Hấp phụ trong điều kiện động là có sự chuyến động tương đôi cùa phần lir
chất lỏng so với phần tử chấl hấp phụ. Biện pháp thực hiện là cho nước qua lớp vật
liệu hấp phụ . Khi nghiên cứu về hấp phụ người ta phải biết hoại tính của chất hấp
phụ hay còn gọi là hấp phụ dơn vị. Đó là lượng chất bẩn tính bằng miligam hay
earn, bị hấp phụ trên 1g hay lem' chất hấp phụ.
ứnu với 2 kiểu hấp phụ đó, có hoạt tính tĩnh và hoạt tính dọng của chất hấp phụ:
• Hoạt tính tĩnh: là lượng chất bẩn tối đa bị hấp phụ trên Ig chất hấp phù thời
điếm đạt trạng Ihái cân bằng với nhiệi dọ nhất định của nước và nồI1Uđộ
ban đầu của chất bẩn hoà lan trong nước.
Hoạt lính độntỊ là lượng chất bẩn bị hấp phụ trên ig vật liệu hấp phụ kổ từ
đầu quá irình cho tới thời điổm xuất hiện chất bẩn ở nước lọc.
Hoạt tính động nhó hơn hoạt tính tĩnh . Ví dụ đối với hoạt tính dộng hằng
85 - 95(y<hoạt tính tĩnh , đối với silicagen là 60 - 70% . Hoạt tính của chất hấp phụ
tỷ lệ vói bề mặt của nó.
Tuy nhiên muốn bề mạt chất hấp phụ dước sử dụng tối da thì kích thước của
hạt chất bẩn phải tương ứng với kích thước 1« hổnu của chất hấp phụ . Trong dó
nốu kích llnrớc lỗ hổng càng lớn thì sự cân bằng hấp phụ diễn ra càng nhanh.
4.3.3- Chọn chất hấp phụ.
Những chất hấp phụ có the là : than hoạt lính , silicagcn, nhựa tổng hợp có
khá nàng irao đổi ion , cacbonsunfua, than nâu, Ihan hùn, than cốc, đolomit, cao
lanh, tro và các dung dịch hấp phụ lỏng. Những bỏng của nhữnu chất keo lụ
26

27. (hydroxit của kim loại) và him hoại tính lừ bế aerolen cũng có khá năng hấp phụ .
Dể hấp phụ các chất bẩn hữu cơ từ duns dịch nước, đầu liỏn phải dùnu các vật liệu
xốp (ihan hoạt lính , các chát hữu cơ tổng hợp).
Các vật liệu cỏ lính phân cực ira nước : đát sét , silicagen, hvđroxit của kim
loại , ihực lê khônti dùng (Jo hấp phụ các chất bẩn trorìỉỊ nước . Vì năng lưựng tác
đụn 3 Iương hồ giữa chúng với các phân tử nước hầu như băng hoặc lớn hơn năng
lượng hấp phụ của chúng với các phán tử chất hữu co'. Tuy nhiên , nếu tronu dung
dịch nước các phân lử hoặc ion lạt) ra những tập hợp lớn , chẳng hạn những ion
Ivoậc phân lử cúa những cliât hoạt tính bề mặt với những móc xích dài của gốc
hydrocaebon, những ion của ihuốc nhuộm trực tiếp với sự cỏ mặt của muối khoáng
- thì năng lượng hấp phụ của những tập hợp và mixen sẽ lớn hơn nhiều so với năng
lượng liên kết của nước với hề mặt chất hấp phụ ưa nước nhất . Vì vậy các chất
hioạt tính hề mãi , thuốc nhuộm trực tiếp và các hợp chất khác có tính chất của chất
đ:iện ly , keo thì chẳng những hấp phụ được rất nhanh và mạnh từ các dung dịch
kteo vào các chấl hấp phụ kỵ nước mà vào cả vật liệu xốp ưa nước , đặc biệt là oxil
ctủa nhôm và sắt. Dodó nCn tlùng các loại than khử màu cổ lồ hổng lớn nhất. Trong
klhi dó hầu như loàn bộ bé mặt của các lỗ hổnti lớn của các hydroxit eỉia nhôm có
thể hấp phụ dược mixcn của những hợp chất đó.
Rõ rànụ ràng khi nước thái chứa hỗn hợp các chất bẩn hoà tan ở dạng phân
lủi và ờ dạnu các chất taọ mixen lớn thì đầu tiên nên xỉr lý bảng bông cận tươi của
nihững hyđroxil của nhỏm hoặc sắt .
Than hoại tính dùng dế xứ lý nước thải công nghiệp phái cỏ tính chãi đặc
biiọt khác với các loại than dể hấp phụ khí hoặc hơi dung mòi. Than phái xốp với
C iáe lỗ hổng lớn để bồ mặl có thể hút được các phân u'r chất bẩn hữu cư tổng hợp .
Pĩhái cỏ khá nâng chổng mài mòn dẻ thấm ướt trong nước.
TuỲ thuộc vào plnrơntỊ thức sử dụng , than hoạt tính phái có thành phần cấp
plhôi hạt nhất dịnh . Than dùng dế xứ lý nước thài nên có hoạt tính xúc tác nhò
nỉhấl đối với các phàn ứng oxi hoá , ngưng lụ hoặc không được làm mất giá trị sán
plhẩm đã thu hổi.
27

28. • Hấp phụ trong điều kiện lĩnh.
Khi hấp phụ tĩnh chất hấp phụ được giữ lại ở trạng thái lơ lửiic Irong nước
nhờ khuấy trộn , ở đó khôntỉ có sự chuyển dịch tương đối giữa đun*; dịch cơ bản
của nước so với các hạt chất hấp phụ . Thời lỊÌan liếp xúc giữa nước và chất hấp
phụ lhường bằng 0,7 - 0,8 thời gian cân bằng tổng cộng và phải xác định bằng thực
nghiệm. Đê xác định thời gian tiếp xúc người ta phái dựng đỗ thị AC = f(t) theo
toạ độ vuông góc : trục hoành là thời gian (t), trực tung là AC = c„ - c , trong đó
Co là nổng dộ ban đầu chất bẩn , c là nồng độ của chất bẩn còn lại trong nước sau
khoảng thời gian liếp xúc (t).
Thời gian tiếp xúc giới hạn là thời gian kể từ dổu cho tới khi giữa hai giá trị
của AC gần nhau, khôníí khác nhau lắm, nghĩa là tới khi nồng độ chất hẩn còn lại
trone nước hầu như không thay đổi. Nồng độ này có thể chọn bằng giá trị nồng độ
cán bàng.
Như vây thời gian đạt tới giá trị cân bàng hoàn toàn (tgh) phải ứng với
AC,„ = c„ - CgUđể:
ACg|, Cc - Cgh
----- = ---------- =0,7-0,8
ACt.|, C0- Q„
Lirợng hấp phụ cần thiết phải cho vào nước thải đổ giảm nồng đồ chất bấn
lừ Co tới Ccb được xác định lừ phương trình cân bàng vật chất sau:
ma + Q .Ccb = Q .c 0
Q(C0- cfb)
m = -------------------
a
Trong dó: m : iượng chất hấp phụ (ke , g)
4.3.4- Ky thuật hấp phụ:
28

29. a : hấp phụ đưn vị tĩnh (g/lg chất hấp phụ)
Q : lượng nước thái (I)
Co : nồnu độ chất bÁn han đầu (g/l)
Ccb : nồng độ của chất bẩn tronu nước (g/1)
Thay a = Khf.CC|, la có:
Q(C0-Ccll)
m = -------------
Km,C,
Q.c0
-> Ccb = --------
Nếu cho chất hấp phụ nối tiếp vào nước với liều lượng không đổi ờ mỗi lần
hấp phụ thì nồng độ cân bằng còn lại của chất bẩn sau lần thứ n sẽ là:
Q + Khf.m
Từ phương trình này ta thấy : nếu hấp phụ nhiều lần nối tiếp thì sẽ sir dụng
được triệt để khá năng hấp phụ của chất rắn và giảm được chi phí chất hấp phụ.
Hấp phụ nhiều bậc ngược dòng.
Như trôn ta đã thấy , nên sử dụng phương pháp hấp phụ để xử lý nước loãng
ít dậm dặc . Trong đó việc phân bố ehất bẩn giữa chấl hấp phụ và nước theo qui
luật phân bố . Nồng độ cân bằng Ccb sẽ rất nhỏ so với nồng độ ban dầu của chất
bẩn trong nước Co.
29

30. Neil sail khi dại được irạnii thái cân hãnu trong nước nmròi la lại tăng nồng
độ chát bấn tới lĩiá trị c cao lum Ccbl thì chất hấp phụ lại tiếp tục thu hồi chất bẩn
lừ trung nước cho tới khi đại dược nồng độ cán bàng mới CC|,2>Ct.|,|.
Như vậy cứ mỗi lần lãng nồng độ c thì lại có Ihêm một lượng chất bẩn bị
hấp phụ để đại (lốn trạng thái cân bàng mới vói nồng độ cân bằng mới lớn hưn . Do
dỏ nếu cứ tăng nồng độ chất bán trong nước thái c (miền là c < Co) thì sẽ có thời
điểm mà chất hấp phụ không thô thu hồi thôm được chất bẩn. Trong trường hợp
này norm độ Co là nồng độ cân băng. Độ bão lioà giới hạn của chất hấp phụ trong
diều kiện vừa rồi sẽ là :
Cgb = K|,f.C0
Khi đỏ chất hấp phụ tinh khiếi được cho vào bậc cuối cùng thứ n, còn nước
thì từ bậc trước chảy tới với nổng dộ chất bẩn nhỏ nhất Q .ị
Chất hấp phụ đã chứa 1 ÍI chất bẩn ở bậc cuối sau khi lách khỏi nước lại dưa
vổ bậc trước , ở dó nước vào với nổng độ Qj.2 > c„ |.
Quá trình được lặp lại cho tới bậc l,ở đó nước với nồng độ han đầu Cn.
Trạm hấp phụ kiểu nmrực dòng có phức tạp về quán lv , song nó cho phép
sir dụnii dung lích tôi da của chất hấp phụ. Do đó giàm được lượng chấl hấp phụ
tiêu Ihụ. Điều này cổ ý nghĩa kinh tố đối với các chất hấp phụ hiếm và đắl hoặc
không hoàn nguyôn được.
Nổnụ độ chất bẩn còn lại trong nước sau khi ra khỏi bậc n với sơ đổ ngược
dòng sẽ là:
m
Khf.------ -1
Q
c„ = ------------------------- .Co
30

31. Nhiổu khi phải xác định số bậc hấp phụ hoặc lượng chất hấp phụ nếu biết
các ihôntí sô khác.
• Khi nòi tiếp xuôi dòng.
lgc()-Igcn
n ----------------------------
lg(Q + Kuf.m) - Ig Q
Q n c0
m = ----- / --------- 1
Ku V c„
Khi ngược dòng
m
lg[C0(K bp----- 1) +0.1
Q
n = ----------------------------- — ■— -1
m
lg K * -----
Q
Khf “+1 Kh„ c 0 Cơ
------ . mU+1---------------.m -----------1 = 0
Q Q.c„ Q
haytx.m u+l - pm - X = 0
Il+l
31

32. Kur .c„
p = ---------
Q.c„
Co
Y = ------------------- 1
Q
Hấp phụ trong điều kiện dộng.
- Lọc qua lớp vật liệu cố định .
Hấp phụ trong điều kiện động là một quá trình diễn ra khi cho nước thải lọc
qua lớp vát liệu lọc hấp phụ . Thiết bị để (hực hiện quá trình đó gọi là thùng lọc
hấp phụ hay còn gọi là tháp hấp phụ.
Cơ chế hấp phụ trong điéu kiện động cũng như trong điều kiện tĩnh , song
hấp phụ dộng có nhiều ưu điểm hơn về công nghệ và quản lý như:
Cho hiệu suất xử ỉý tin cậy và ổn định .
Khi hoàn nguyôn không phái dưa vậl liệu hấp phụ khỏi hể lọc do đó cho
phép dỏ dàng lự dộng hoá và điều khiển từ xa.
Cho phép sỉr dụng tối đa dunu tích vật liệu hấp phụ khi cho nước chảy qua .
Nỏng độ chất bẩn giảm dần từ C0Ờtiết diộn vào tới c = c,nin« 0 ở tiếl diện ra.
Nốu cho nước thải lọc qua lớp than hoạt tính , tất cả các chấl bẩn trong nước
sẽ bị háp phụ vào lớp vật liệu , qua phần còn lại của lớp vật liệu sẽ là nước sạch .
Nước sạch này sẽ làm đầy dung tích các lỗ của các hạt vật liệu sạch và cả
khe hớ của chúng . Khi đợt nước tiếp theo chảy qua H0(H(, dã hấp phụ một lượng
nhó chất bẩn nào đỏ) thì tốc đô hấp phụ bổ sung sẽ nhỏ hưn tốc độ hấp phụ ở chính
lớp vật liệu đó lúc ban đầu còn sạch , sự hấp phụ triệt để và hoàn toàn chất bẩn hoà
tan irong dợt nước này sẽ kết thúc thêm mội khoảng dài hơn kể từ lớp vật liệu lúc
đầu. Qua 1 thời gian nào đó lớp vật liệu ban đổu sẽ bão hoà tới trạng thái cân bằng
32

33. với nồnụ độ c„ cuả nước vào và tất nhiên lớp đổ sẽ không tham gia vào quá Irình
hấpphụ nữa. Khi qua lớp vật liệu ban đầu nước thài không thay đổi về nồng độ . Ớ
đáy những kết thúc giai đoạn đầu quá trình hấp phụ chất bẩn trong nước.
Khi cho nước qua . hấp phụ dơn vị của vật liệu hấp phụ dọc theo lớp vật liệu
sò liám dần và được hiểu thị bằng các đường cong dốc xuống có dạng ụiốníi nhau
vì đều kiện hấp phụ chất bẩn trong lớp đó không thay đổi
-Lọc qua lớp vật liệu lơ lửng.
Dùng loại tháp hấp phụ với lứp vật liệu hấp phụ lơ lửng (chuyển động), loại
này hấp phụ chất bẩn được triệt đổ hon. Nước dẫn vào lừ dưới lôn qua thiết bị phân
phơ đặt cao hơn đáy nón một chút (khoản? 0,5 - 1 m). Nước sạch sẽ dẫn qua márm
vòrụ (phần trên tháp trụ) hoặc qua hệ thống rút nước vòng túi và được báo vệ
trorii 1 lưới . Lưới có lác dụng khônẹ cho hạt vật liôu lọt qua lản vào nước sạch.
Tốc độ cùa nước thải nhỏ hơn tốc độ lắng xuống của lớp lơ lửng . Kích
thươe hạt vật liộu chọn Irong khoảng 2 - 4mm . Sau một thời gian hoạt động sẽ
hình thành những lớp đăc irưng của quá trình hấp phụ động : Lớp vậl liệu đã bão
hoàchất bẩn (gọi là lớp chết), lớp công tác và lớp dự trữ.
Phương pháp này được sử dụng nhiều trong điều kiên sản xuất vì nước dưực
xử lý triệt để nhất, tiêu tốn lượng vật liêu và thời gian ít nhất.
Tổng quan một số còng trình đã làm tốt phương pháp hấp phụ:
+ Dựa vào phương pháp hấp phụ người ta đã dùng mùn cưa đổ hấp phụ các
ion Cu2+và CrJ+. Qua nghiôn cứu cho thấy:
Đối với quá trình hấp phụ Cu2+; pH của dung dịch là 5, thời gian hấp phụ 3
ụiòuỷ lệ 5g mùn cưa/5()ml dung dịch cho hiệu suất 36%
+ Cũrm dựa vào phưung pháp này mà trước đây người ta đã sử dụng cám để
hấp phụ các ion Cu2+, Cr'+và Ni2+. Qua nghiên cứu cho thấy:
Tại pH = 5 thì khá năng hấp phụ của cám đối vớiCu2+ , Cr,+ và Ni2+là tốt
nhá .Ở pH = 5 sau 6 giờ hấp phụ , 5g cám có thể hấp phụ đưực 73,4% Cu2+ có
33

34. Irony 50ml dung dich CuS()4.10'M, 54% Cr,+ có trong 50ml dung dịch Cr,+
0,0106M và hấp phụ dược 64% Ni2+có trong 5()ml dung dịch NiS()4.l() 2M.
Khi tăng dần kliối lượng cám thì hiệu suất hấp phụ của cám đối với Cu2+ ,
Cr,+và Ni2+đều tăng.
Cám có khá nảnu hấp phụ tốt nhất đối với Cu2+ sau đó đến Cr'+, cuối cùng
làNi2+
+ Ngoài ra người la còn áp dụng phương pháp hấp phụ trên bã mía để tách
loại Cu2+, Cr’+và Ni2+. Qua nghiên cứu khảo sát cho thấy :
Bã mía có khà năng hấp phụ Cu2+ , Crì+ và Ni2+ trong dung dịch . Dunu
lượng hấp phụ của bã mía khô đối với các ion này tuân theo trật tự sau :
Cr,+>Cu2+> Ni2+.
Đối với Cu2+ ở pH = 5 , thời gian hấp phụ 3 giờ , lượng Cu2+ hấp phụ là
17.10 g/lgbãmía.
Đối với Crỉ+ ở pH = 5 , Ihời gian hấp phụ 3 giờ , lượng Cr,+ hấp phụ là
17.10 4 g/lg bã mía.
Đối với Ni2+ở pH = 5 , thời gian hấp phụ 3 giờ , lượng Ni2+hấp phụ là 2.10'ỹ
g/lu bã mía.
4.4- Phương pháp sác ký trao đổi ion : [10 ]
Trao đổi ion là một quá trình trao đổi hoá lý. Trong đó nhựa trao đổi ion
được dùng đổ hấp phụ những ion nhất định từ dung dịch và cho đi vào dung dịch
một lượng urơng đưưng những ion khác.
Nhựa trao đổi ion thường có dạng hình cầu có kích cỡ 0,3 - 1,2 mm . Để
nâng khá năng trao đổi người ta có thổ nghiền nhựa.
Nhựa trao dổi thườnsỊ có 2 dạng sau :
• Cation (cationit)
• Anion (anionit)
Trong 2 loại nhựa trên , mỗi loại được chia thành 2 loại như sau:
34

35. Đối với nhựa calionit : bao gồm 2 dạng.
• Cationit axil mạnh : nhóm trao đổi là một axil mạnh , thông thường là axil
sunlbnic (SO,H)- trong đó so, là nhóm gắn vào nhựa, H+ià nhóm trao đổi.
• Cationit axit yếu : nhóm trao đổi là một axit yếu như nhỏm cacboxyl
(COOH)
Đôi với anionit cũng vậy : bao gồm hai dạníí.
• Anionit bazư mạnh là những amin bậc 4 |RN(CH3)3+OH'|
• Anionil bazơ yếu là những amin bậc 2 và 3.
Thônụ thường loại nhựa cationit axit mạnh được sử dụng nhiều nhất.
4.4.1- Thu hổi kim loại bàng nhựa cationit.
Dưới dây là cấu trúc một loại nhựa trao đổi ion trên cư sở polyslyren.
Một tính chất chung quan trọng đối với tất cả các loại nhựa trao đổi ion là
lính khống tan của chúnẹ trong mòi trường nước.
Khi nhựa trao đổi ion dạng axit nằm trong dung dịch nước chứa cation Mu+,
nó lự hình thành rất nhanh cân hàng trao đổi giữa pha rắn và dung dịch như sau.
nRSO, H+ + Mu+ = (RSO,-)nMu+ + nH+
- C H - C H , - C H -
rãn dd răn dd
35

36. Tương tự đối với nhựa trao đổi anion
mRN(CH,),+()H- + Am-= fRN(CHj),+JmA“- + mOH
Ngoài tính chất trên nhựa còn có một số tính chất sau.
Sự di chuyển của ion tự do có mặt trong dung dịch về phía nhựa , gây ra sự
Irao đổi với cation Na+và H+(nhựa cationit ) hoặc nlũrng anion c r và OH (nhựa
anionit)
RNa + x +-> RX+ Na+
RH + x +-> RX+ H+
RCI + X'-> RX +C1
k()H + X--> RX+ OH
x +và X là cation và anion mà người ta muốn lách từ dung dịch .
Ở nhựa irao đổi ion người ta nghiên cứu thấy cân bằng trao đổi dựa vào định
luật tác dụng khối lượng.
Khi một dung dịch chứa Ca2+tiếp xúc với nhựa cationit axit mạnh
(R-S( ),H) nmrời ta quan sát thấy cân bằng sau:
Ca2+(1()+ 2H+uliira= Ca2+llhưa+ 2H+d(|
'ĩheo định luật tác dụng khối lượng ta có.
[Ca2+U ự?.[H+]2dd
k = --------------------------------(1)
[Ca2+]dd. ỊH+lVr»
Từ công thức (1) suy ra :
|Ca2+ ụ a [H+]2uhl«
-------------= k . -------------- = K (2)
|Ca‘+L [H+*2<1(1
36

37. K: là hộ số phân bố.
K'a2+ Lựa và IH +]nUlfa là nồng độ ion trong pha rắn
Phương pháp lách trao đổi ion thườne được thực hiện trong điều kiện một
irong những ion chiếm ưu Ihế hơn irong 2 pha.
Thực nghiệm dã chỉ ra rằng những ion hoá trị 2 bị nhựa trao đổi ion giữ lại
mạnh hem những loại ion hoá trị 1. Đi vào cụ thể một nhóm ion có cùng điện tích ,
đối với nhựa cationit axit mạnh R-SOịH giá trị K tăng theothứ tự.
Ag+> Cs+> Rb+> K+< NH,+> H+> Li+
Cation hoá trị 2:
Ba2+> Rb2+> S r+> Ca2+> Ni2+< Cđ2+> Cu2+< Co2+> Mg2+
Khi làm đầy cột bằng cách'fihựa trao đổi vào cột,ta đưa ion phân tích qua
cót irao đổi , quá trình rửa giải được thực hiên sau đó nhờ dung dịch chứa một ion
cỏ ái lực lớn nhất so với các ion phân tích.
Ví dụ :
Anion : Cl , SCN , SO42 , PC)42 có thổ được hấp phụ trôn nhựa anionit dạng
OH . các anion được giữ lại trôn nhựa theo phương trình sau:
mRN(CH,),+OH + A***^ lRN(CHJ);tr uiAm-+ mOH'
Quá trình rứa giải dược thực hiện với một dung dịch bazơ loãng có ỉchả năng
cho phán ứng ngược lại.
Hiện nay ở Italia người ta dã sử dụng phưumg pháp sắc ký trao đổi ion để
lách và thu hổi crom từ bã thải của các nhà máy thuộc da.
Phương pháp làm như sau:
Bã thãi có chứa Cr<+ờ dạng kết tủa Cr(OH) ị được hoà tan trong axit , sau đó
cho dung dịch Cr,+ đã hoà tan di qua cột trao đổi ion , sau khi qua cột một iưựng
Crt+bị nhựa hấp phụ được giữ lại trên cột.
37

38. Đế thu hồi crom người ta dội qua cột hỏn hợp dung dịch rứa giái (NaCI IM
+ NaOH O.IM + H20 2 0,15M) lúc này dung dịch rìra giải sẽ kéo lượng Cru trẽn
nhựa di ra khỏi cột .
Áp dụng phương pháp này người ta thấy rất có hiệu quả , vừa sạch môi
trường lại vừa tái sinh được crom trong sản xuất, tiết kiêm dược hoá chất , giá
thành phù hợp.
Ớ Đức người ta tiến hành tách loại crom trong nước thải bàng phirmig pháp
BUTKON . Nguyên tắc của phương pháp là khử Cr6+ trong nước thải về Cr,+ , rồi
clu) kết tủa hyđroxit ra khỏi nước Ihải và liếp tục cho nguồn nước thải qua hẹ
thống CỘI sắc kí trao đổi ion đổ loại triệt để các cation có Irong dung dịch
MCI dền
Sơ đồ qui trình Buttron đé tách dicromat ra khỏi nước thải
38

39. Khử dicromat bàng NaHSO, theo phương trình phản ứng sau:
Cr20 72 +3NaHS(), + 5H+= 2Cr" + 3s o / + 4H2()
Kêì lũa crom hvđroxil ở pH= 7 - 7,5 theo phương trình:
CriỶ+ 30H' = Cr(OH),
Kôì tủa hyđroxit crom ta có thể dùno để tái sinh lại bằng cách hoà tan kết
lúa hydroxit crom trong axit rồi bằng phương pháp sắc ký , điện phãn... ta thu hồi
tiựoc crom đê tái sản xuất.
4.4.2- Thu hổi crom bàng nhựa anionit:
Nước thái có dạng axit eromic đầu tiên dược chuyển qua nhựa trao đổi
anion để lấy crom theo phương trình sau:
H2Cr2()7+ 2ROH -> R2Cr20 7+ 2H20
'ÍTiực tố quá trình này xảy ra theo 2 phán ứng:
H2Cr()4+ 2ROH -> R2Cr()4+ 2H20
H2Cr()4+ 2RCrơ4 -> RHCr()4 hay R2Cr20 7+ H20
Nhựa anion được tái sinh với kiổm hoặc Na2C(), sau đó chúng giải phóng ra
crom dưới dạng Na2Cr20 7như sau:
R2Cr2()7+ 2NaOH -> Na2Cr2C)7+ 2ROH
Những sán phẩm của quá Irình tái sinh sau đó dược chuyển qua nhựa trao
đổi cation để đưa dung dịch Na^Cr20 7 ngược lại Ihành H2Cr20 7.
Na2Cr20 7+ 2R-H -» 2R-Na + H2Cr20 7
Quá irình xử lý này thu hồi H2Cr20 7và cô đặc đổ sử dụng lại.
Các bước tiến hành :
39

40. 5- í ÁC PHƯƠNG PHÁP PHẢN TÍCH CROM, NIKEN.
5.1-Phương pháp hấp thụ nguyên tử :[3J
Nguyên tác chung.
Phổ hấp thụ nguyên tử là mội tính chất đặc Irưng của nguyên tử các nguyên
tô kim loại. Khi các nguyên tử kim loại tổn tại ở trạng thái khí tự do và trên mức
nánụ lượng cơ hàn , nếu chiếu vào đám hơi đó một chùm sáng chiếu các tia phát xạ
dạc Irưng của nguyôn tử đó thì nó hấp thụ chọn lọc một số bức xạ nhấi định và tạo
ra phổ hấp thụ nguyôn lử của kim loại đó . Trong những điều kiộn nhất định tồn lại
một mối hệ uifra cường độ cửa vạch hấp thụ và nồng độ của nguyẽn tố trong mẫu
thci) biểu thức.
I = K.cb(*)
Trong dó:
1: là cường đồ vạch hấp thụ của nguyên tứ
K : là hằng số Ihực nghiệm , nó được xác định bởi các điều kiện hoá hơi và
lìguyỏn tử hoá mầu của phép đo, khi các điều kiện này không đổi thì nó là một
Ilium số.
c : là nồng độ của nguyên tố phân tích trong mầu.
b : là hàng số nằm trong vùng giá trị 0<b<l
Với mỗi vạch phổ hấp thụ , luôn tìm được nồng độ Co của nguyên tố phân
lích, mà nếu:
a- Với mọi nổng độ Cx<Co thì luôn có b=l
b- Với mọi nồng độ Cx>Co thì b luôn <1 và tiến dần đến 0 khi Cx tăng.
Như vậy trong trường hợp (a) quan hệ giữa I và c là tuyến tính, còn trường
hợp (h) là không tuyến tính.
Công thức (* ) là phương trình cơ sở cùa phép đo định lượng xác định các
kim loại theo phổ hấp thụ nguyên tử của chúng.
Như vây muốn phổ hấp thụ thì phải:
40

41. • Hoá hơi chất phân tích , nguyên tử hoá đám hơi đó để tạo ra các nguyên lử
lự do của neuvén tố cần phân tích và có khá năng hấp thụ bức xạ . Đó là môi
Irường hấp thụ bức xạ chiếu vào đám hơi nguyên tử tự do đó chùm sáng lia phái xạ
đạc Irirng của nguyên tố phân tích, để chúng hấp thụ một số tia và sinh ra phổ hấp
thụ cùa nó.
• Thu chùm sánu sau khi đi qua môi trirờng hấp Ihụ bức xạ đó, phán ly và
chọn lấy một số vạch phổ hấp phụ để đo cườniỉ độ.
• Ghi cường độ vạch phổ của nguyên tố cần phân tích bằng dụng cụ phù hợp.
5.2- Phương pháp phân tích thể tích.14]
• Chuẩn độ với chí thị diphenylamin
Oxi hoá Cr3+ tới Cr20 72 bằng (NH4)2S2Oxtrong môi trường axit với AgNO,
làm xúc tác.
2Ag+ + s2c y = 2Ag2++ 2S042-.
2CrH + 6Ag2++ 7H20 = Cr20 72 + 6Ag++ 14H+
Đun nóng để phân huỷ hết pesunfat dư , rồi dùng muối morh có nồng dô
xác định để chuẩn lượng Cr,()72 Với chỉ thị diphenylamin theo phản ứng sau:
Cr20 72' + 6Fe2++ 14H+= 2Cr3++ Fe3++ 7H20
• Chuẩn độ bằng iổt :
Nụuyên tắc : dựa vào phương trình phản ứng .
Cr20 72 + 6 1 + 14H+= 2Cri+ + 3 I2+ 7H2G
Sau đó chuẩn lượng I2tạo thành bằng dung dịch Na2s20 30,01 N với chỉ thị
hổ linh bột, phản ứng chuẩn độ như sau:
I, + 2 Na2S2Đ, 2NaI + Na2S40 6
Lấy vào bình nón lOml dung dịch cần xác định.lhôm vào đó khoảng 5ml
axilsuíaric đặc và cho vào dó mội lượng dư KI (khoảng 0,5-lg) đậy nắp kín , lắc
dồu, dể yên trong bóng tối 5-10 phút. Sau đó chuẩn bằng dung dịch Na2S2C)( 0,0IN
đến khi dunii dịch chuyển sang màu vàntỉ rơm , tliôm vài giọt chỉ thị hổ linh bột ,
41

42. chuẩn tiếp đến khi mất màu xanh. Ghi thể tích Na2S2Of tiôu lốn , nồng độ Cr(VI)
dược tính theo công thức sau:
N2 V ,
Trung đó : N, , Vị là nồng (Jộ và thể tích dung dịch Cr(VI)
N2 ,v2 là nồng độ và Ihể tích dung dịch Na2s20,
5.3. PhưoTig pháp trác quang.[2Ị
NhữníỊ nguyên nhân làm cho sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch không tuân
theo định luật Bughe-LambeBia
Định luật cơ bàn biểu thị bằng hàm số.
D = f( X, b , c )
Ằ : bước sóng ,
D : Mật độ quang
b : Bồ dày dung dịch
c : Nồng độ phức hấp thụ ánh sáng
Khi đo D tôì nhất là đùng dòng sáne đơn sắc tức là có bướcsóngnhấtdịnh.
klhi đó cácyếu tố ảnh hưởng tới sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch chủ yếu là các
íìííiuyên nhân gây nên sự thay dổi nồng dộ phức màu trong dung dịch . lon cần định
lurựng không chuyển hoàn toàn thành hợp chất hấp thụ ánh sáng tron? những
trường hợp chủ yếu sau:
a - Độ bền của chất màu không lớn , hợp chất màu bị phân ly một phẩn.
b - Thuốc thử là anion của axit yếu , trường hợp này pH của dung dịch có
ầnhluttng rất lớn tới quá trình tạo thành và phân huỷ phức.
c- tronù dung dịch có ion lạ liên kết với cation cần định lượng tạo thành
plhứe hay hợp chất ít lan, hoặc liên kết với thuốc thử tạo thành hựp chất màu.
Ta xét từng trường hợp:
42

43. Sai [ệch do sụ phân ly của phức chát
Giả sử nồng độ phức trong dune dịch là c. dí) mậtđộ quang của dung dịch
lạihước sóng À với cuvet có bề dày là b thì dược giá trị D| pha loãng đung dịch n
lần .khi đó nồng độ phức trong dung dịch là c/n , đo nồng độ quang của dung
dịch ớ bước sóng  với euvet có bề dày là nb thì dược giá trị Du.
Nếu D„ = D, chứng lỏ phức màu rất bền, không bị thay dổi khi pha loãng. Sự
hấp thụ ánh sáng của dung dịch tuân theo định luật LamberBia.
Nếu Du khác D| chứng tỏ khi pha loãng nồng độ của phức XR bị thay đổi
gây ra sự sai lệch khi đo D . Sai lệch với định luật LamberBia . Độ sai lệch được
đánh giá bằng hiểu thức sau:
A= ----------
D,
Ta xét 2 trường hợp pha loãng phức màu:
a- Pha loãng phức màu khi không có dư thuốc thử.
XR -ĩ— = X + R
(1 - (X )c « c aC
[X][R1 a 2C
K = ---------- = ------
[XRJ 1- a
Vì 1 » a nên K = a 2C -» a = fKJC
Khi chưa pha loãng nồng độ phân ly là a, = /K/C
Khi pha loãng n lần , nồng độ phức c/n và độ phân ly ; 0^
A= a„ - a I =
c c
— ( 'n - 1) (1)
c
43

44. Do dó muốn độ sai lệch nhỏ liănu số phán ly của phức phái nhỏ.
h- Pha loãtm tinnu dịch phức màu khi cỏ dư thuốc thứ.
Giả sử trong dunu dịch có thuốc thử dư gấp p lần ion cần phân tích.
XK „ X + R
(1- a )C aC pC-( 1- a )C
N — I V ***— ụ _
« c -pC
Vì thuốc Ihử dư nôn lượng thuốc thử đi vào p không đáng kể.
[X|[R] otC.pC
K = ---------= ---------= <*pC
IXR] c
Rút ra a = K/pC.
Khi chưa pha loãng độ phân ly là a I = K/pC
Khi pha loãng n lần nông độ phức c/n , độ phân ly<x„
K nỉc
a„= -------= ----------
pC/n pC
nK K K
A= a„- a, = ----------------= ------- (n -1) (2)
pC pC pC
So sánh (1) VỚI (2) ta rút ra ý nghĩa quan trọng của việc dùng dư thuốc thử
irong phân tích trắc quang. Sự khác biệt chủ yếu giữa (1) và (2) là ờ chỗ: Khi
không đùnẹ dư thuốc thử thì độ sai lệch đáng kể khi pha loãng đến nồng độ c ~
K, nhưng nếu dùng dư thuốc thừ thì được phép pha loãng nhiều hơn , độ sai lệch
44

45. dáng kể khi pha loãng đốn nóng độ c ' K/p . Nhir vậy dùngdưthuốcthửp lần có
lác dụng như giảm hàng số phím ly của phức xuống p lần.
Ảnh hưởng của ion H* tới sự hình thành phúc màu.
Nồng độ ion Hf là một trong những yếti tố quan irọng nhất quyết định cân
hằng của sự tạo phức màu.
Đa số thuốc (hử de chuyển ion kim loại cần xác định (X) thành phức màu
(XK) là nlũrnsi axil (HR: vô cơ hoặc hữu cơ ) được biếu diỗn bàng phương trình:
X + HR i = ? X R + H+
Như vậy điều kiện cần Ihiết (tuy chưa đủ) đổ chuyển hết X thành phức màu
là xác định giá trị pH của dung dịch . Ta xét 3 trường hợp sau:
a- Phức của X với R là anion axit mạnh.
Phối tử lạo phức là anion axit mạnh thì tãng độ axit khỏní> cản trở phản ứng
hình thành phức màu, bời Irong dung dịch , axit mạnh phân ly gẩn như hoàn toàn,
b- Phức của X với K là anion axit yếu.
Trong phân tích trác quanií , Ihường dùng các axilyếunhưaxitsalixilie,
đithi/.on ... Sự tạo phức của các ion kim loại với loại Ihuốc thử này phụ thuộc mạnh
vào pH của dung dịch.
c- Sự thav đổi thành phán của phức khi tăng pH của dung dịch .
Khi tăng pH , những phírc không bền có thể bị phân huý do tạo thành kết
lúa hydroxil kim loại hoặc tương tác với anion của dung dịch đệm . Nhưnu khi
tăng pH của dung dịch làm cho thuốc thử phân ly mạnh hơn , đo đó tăng nồng độ
anion R của thuốc thử , có thể dản đến sự hình thành phức có số phối trí lớn hơn và
có màu khác.
Ảnh hưởng của các câu tử lạ có mặt trong hỗn hợp đến mật độ quang.
a- Cấu tử lạ làCition.
Giả sử trong dung dịch phân tích sau khi chế hoá , ngoài chất cần phân tích
X còn nhiều cation lạ M| , M2 ... M„ . Để định lượng X trong trường hợp này phải
chọn được thuốc thử và các diều kiện thích hợp để thuốc thừ chỉ tác dụng với X mà
không tác dụng với chất lạ.
45

46. Nếu ihuốc Ihử R phản ứng tạo màu với cả X và các ealion lạ M khi đó thuốc
Ihir R chí dùnụ được trong trườntỉ hợp sau:
+ Thuốc thử R tạo màu với X có độ bền cao hơn độ bền của phức màu MR
(PR> Pmr) Khi đó ta chí cần nghiôn cứu tìm được lượng thuốc thử cần dùng thích
hạp đủ để chí phản ứng với X và không còn dể tạo phức với các ion lạ . Để xác
dinh dược lượng thuốc thử lối ưu thường hay dùng phương pháp " đường chuấn
nỵưựe".
+ Đôi khi cách này cũng không dùng được vì không có Ihuốc thử , ion cần
dinh lượng bị kết tủa hay xuất hiện những hiện tượng phức tạp khác nên ta có thổ
loại trừ ánh hưởng của cấu lử lạ bằng cách "che",
b- Cấu tử lạ là anion.
Khi có mặt một sỏ' anion có khả năng lạo phức (như CN, c 20 42 , C4H40 62
...) ihì một số phương pháp định lượng kim loại bằng trắc quang khổng dùng được .
Khi đó la phái lách các anion bằng cách kết tủa các cation kim loại dưới dạng
hydroxii hay bằng trao đổi anionit....
46

47. PHẨN2
THỰCNGHIỆM« ■
A. DỤNG CỤ VÀ HOÁ CHẤT:
1. Dụng cụ:
-Pipct các loại lml,5ml, 10 ml ,20ml, 25 ml.
-Bình định mức 100, 250, 500, 1000ml.
-Cốc 100,250,500 mi.
-Máy đo pH.
-Máy so mẩu.
-Máy khuấy từ.
-Bếp diện.
-Phỗu lọc, ống đong.
-Cột sắc kí trao đổi ion đường kính 1cm, chiổu cao 50 cm.
47

48. 2. Hoá chất:
Cr(III) clorua CrCl, Pa
Natricacbonat Na2CO, Pa
Canxihydroxit Ca(OH)2 Pa
Axeion (CH,)2CO Pa
Amonipesunfat (NH4)2S A Pa
Axitsunt'uric đặc. h 2so4 p
Axitphotphoric đặc h ,po 4 p
Kali bicromat K2Cr20 7 Pa
Natri hydroxil NaOH Pa
Diphenylcacbazil Q H ,(N H )2 CO(NH)2 Q H , Pa
Natriclorua NaCl Pa
-Muối Morh (NH4)2.Fe(S04)2.6 H20 Pa
-Nước oxy h2o 2 Pa
-Dung dịch nước Br hão hoà p
-Anioniac đặc
-Đimetylglyoxim 1,2%
-Niken sunfal NiS04.7 H20 Pa
48

49. - Pha dung dịch Ii2S<>4 IN.
Qio khoảng 500 m! nước cất vào bình định mức 1lit ,sau đó lấy 28 ml H-
>80., đặc đổ vào lừ lừ rồi định mức đến vạch. Chuẩn độ bằng NaOH 0,1N để
kiểm tra độ chính xác
- Pha dung dịch NaOH IN.
Hoà tan 40li NaOH rắn vào trong nước rồi định mức tới 100 ml. Sau đó
dùng HCI 0,1 N dô’xác định lại nồng độ.
- Pha dung dịch HCI 5%.
Lav vào bình dã cỏ nước eâì 14 ml HCI đặc sau đó chuyển vé bình định
mức lOOml định mức lới vạch.
- Pha dung dịch NaOH 5%
Cân 5g NaOH rồi hoà lan hoàn loàn trong 95 ml nước cất.
- Pha dung dịch diphenyl cacbazit 1% trong axeton:
Cân lg Diphenylcacbazit hoà tan trong 100ml axeton (dung dịch này được
hoà tan trong hình nâu sảm).
- Pha dunu dịch amonipesunfat 0,1%.
Cân 0,1 g (NH4)2S2Ox,hoà lan trong nước cất rồi đưa Ihể lích về 100
ml.Dung dịch này pha xong dùnti neay.
- Pha dung dịch NaCl 0,2 M.
Cân 1l,7g Cl rắn hào tan trong 1000 ml nước cất.
- Pha dung dịch CrK(S04)2.12H20.
Cân 9,5961 g CrK(S04)212H,C) rồi đem hoà lan trong 1000 ml nước cất ta
sẽ có duniỊ dịch chứa hàm lirựng lg Cr'71it.
3. Pha hoá chất:
49

50. - Pha Đimetylglyoxim 1,2(7<.
Hoà tan 1,2 Cmuối Natridimctylglyoxim Ikpi trong cồn và pha loãng thành
100 ml.
- Pha dung dịch đệm amoni:
Lấy 153 ml NH, 25% hoà tan trong 100 ml nước cất, sau đó Cân53,5 g
NH4C1 để pha lẫn vào dung dịch đã pha ở trên.
50

51. II. NGHIÊN CỨU TÁCH LOẠI VÀ THU HỚI CROM
1. PHẢN TÍCH CROM
1.1. Xác định trác quang croni bàng thuốc thử Diphenylcacbzit:
Trong mối trường axit, eromai và dicromat phản ứng với Diphenylcacbzil
lạo thành hợp chất tan mầu dó tím rất thuận lợi cho viộc so mầu. Phản ứng này
dùng đổ định lượng erom khi hàm lượng của nó là 0,005-1,0 mg trong Hit nước.
Nếu nước có mỏi trường kiềm hay trung tính thì rất khó xác dịnh Cr(III) và
Cr(IV). Bởi vì khi axil hoá nếu trong duní’ dịch có chất khử như Fe2+, sunfit và
các chất hữu cơ ... thì Cr6+sẽ hị khử xuống Cru . Trong trường hợp này chỉ nên xác
clịnh tổng hàm lượng crom. Muốn xác định riêng Cr(III) và Cr(IV) ta phải tách
riêng Cr(III) bằng cách kết tủa nó bằng magic oxit (pH= 10,5-11). Khi dó
Ct(OH), góp lại trôn bé mặt magic oxit, còn Cr(IV) ử lại trong dung dịch. Phần
lớn các chất hữu cơ, các chất khử và ion clorua không cản trở phép xác định. Các
ion v 6+, Mo6+, Hg2 Hg22+cũng có khả năng phản ứng với thuốc Ihỉr tạo thành
phán ứng có mầu, song những ion này lại có ít trong nước. Fe2+, Fe3+(lớn him
1mụ/l)cũng phản ứng với thuốc thử lạo thành hợp chất màu vàng nâu, nhimg ta có
thế loại trừ ánh hường của sắt bằng cách thêm vào vài giọt axitsunfurie đặc. Nếu
trong mẫu có lượniỊ lớn mangan thì khi oxi hoá bằng pesunlat irong môi trường
kiềm hoặc trung tính nó sẽ lạo thành kết tủa mangan dioxil, khi đó ta sẽ lọc bỏ
hằng bông thuỷ tinh hay phễu Ihuỷ tinh.
Tiến hành xác định lượng Cr6+(A):|3]
Lấy lưựnu mẫu nước cần phântích vào bình định mức 100ml sao cho đề
trong đó có 0,005-0,1 mụ crom. Cũntỉ lấy cần đó mầu nước cần phân tích cho
vào bình nón cỡ 25ml , thêm vào vài giọt phenolphtalcin, dung dịch có mầu
hổng thì thêm lừng giọt H2S()4 IN tới khi mất mầu, ghi thổ tích dung dịch
H,SQ4đã dùng. Nếu dung dịch không mất mầu thì thỏmtừng giọtdung dịch
NaOH IN cho tới khi dung dịch cỏ mầu hồng, ghi số thể tíchNaOHđã dùng.
51

52. thêm bằng ây giọt H 2 S O 4 IN (NaOH 1 N) đã xác định irong mỗi thí nghiêm phụ
trên vào hình non 100ml để trung hoà. Sau dó thôm 1 ml dung dịch H2S04(1:1)
0,2 ml axitphotphoric, thêm 2 ml dung dịch Diphenylcacbazit, thêm nước tới vạch
định mức. lắc đều, sau 5-10 phút đem đo mật độ quang duns dịch sovới mẫu
trắne.
Tiến hành xác định lổng lưọng crom như sau:
Lấy lượng mẫu cần phân tích cho vào cốc cỡ 250 ml sao cho lượng crom
trong đó 0,005-1 mg. Trung hoà bàng dung dịch H2S041N hoặc NaOH IN (làm
1 thí ntihiệm phụ để tìm thể tích dung dịch H2S04hay NaOH cần dể trung hoà
như trên). Sau dó thêm 0,3 ml dung dịch H2SO4IN, 5-10 ml dung dịch
amonipesuníat, đun sôi dung dịch 20-25 phút (đổ oxy hoá hoàn toàn và phân huỷ
hốt pesunỉat dư vì vết pesunlat sẽ nuân cản quá trình xác định sau này) làm hay
hơi bớt tté thể tích dung dịch còn khoảng 50 ml. Chuyển tất cả vào bình định
mức lOOml và tiếp tục tiến hành như phương pháp (A) trên.
1.2 Chuẩn bị dung dịch nghiên cứu :
a. Dung dịch cơ bản:
Hoà lan 2,8285g K2Cr20 7loại Pa(đã được sấy khỏ ở 100°C) trong nước cất 2
lần ,sau đó định mức đến 1000 ml hằng nước cất 2 lần. Như vậy la được dung
dịch chứa 1 mg/ml crom.
h. Dung dịch làm việc 1:
Lấy 25 ml dung dịch cơ bản cho vào bình định mức 500 ml rồi dùng nước
cất pha loãng đến vạch định mức. Như vậy lml dum> dịch làm việc sẽ chứa 0,05
ml crom.
c. Dung dịch làm việc 2:
Lây 20 ml Duns dịch làm việc cho vào bình định mức 500 ml rồi dùng nước
cất pha loãng đến vạch dịnh mức. Như vậy dung dịch này chứa 0,002mg crom
trong 1ml nước. Chú ý dung dịch này pha song phải dùng ngay.
52

53. 1.3 X â y dựng đường chuẩn:
Chuẩn bị 10 bình định mức có diinu tích 100 ml. Lấy lần lượt vào mỗi bình
I lượng duph dịch như sau:
0, ỉ, 2, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50.như vậy trong mỗi bình có chứa I lượng
crom lifting ứng là :(); 0,002; 0,004; 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,06 ; 0,08; 0,1 mg.
Tiến hành chế hoá dung dịch này giống như qui trình phân tích A. Đem đo mật
dỏ Cịiianu của dãy dunu dịch trên máy. Kết quá thu được ờ bảng 1:
V(ml) là thể tích dung dịch 2 cho vào mỗi bình
C(mg/1) là nồng độ crom cổ trong mỗi bình
D là mật độ quang đo dược
53

54. V (m l) D C(mg/1)
°
0 0
í 1
0 ,0 1 2 0 ,0 2
2 0 ,0 1 8 0 ,0 4
5
0 ,0 5 3 0,1
10 0 ,1 0 1 0 ,2
151 0 ,1 5 7 0 ,3
2 0 0 ,2 0 4 0 ,4
30 0 ,3 1 6 0 ,6
4 0 0 ,4 2 2 0 ,8
50 0 ,5 3 5 1,0
Bảngl: Mật độ quang phụ thuộc vào nồng độ crom trong dung dịch.
54
Tải bản FULL (113 trang): bit.ly/3odN1KB
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

55. 2-1ÁCH LOẠI ( ROM BANG PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA HYDROXIT
2.1-Nghiên cứu độ tan của hydroxit lưỡng tính
2.1.1. Bài toán độ tan của crom(III) hydroxit
Crom(III) hydroxil là một hydroxit lưỡng tính nên nó có thể tan tronỉí
kicmíkhi pH lăng cao). Vậy biết được độ tan của hydroxit lưỡriR tính ta có thể
khống chế pH của dunu dịch nước đô’độ tan cùa chúng là nhỏ nhất. Điều này có
lợi khi la cần loại các kim loại lưỡng tính nói chung như Cr(III), Zn(II), Al(IĨI) ,
Pb(II) ra khỏi nước thái công nuhiệp .
Xét độ tan của Cr(OH),với các giá trị như sau:
Cr(OH), o C r i++ 3 0H ( 1) pT=3C)
Cr(OH), + OH o Cr(OH)4 (2) pK=0,4
s = I |Cru | = |Cr,+| + I Cr(OH)4- I
Giá ihiết |Cr3+]=l() 'M trong nước thải
a) Xác định pH bát đầu kết tủa Cr(()H)3
Theo (1) ta có :
T = ịOH]’[Crỉ+J
Suy ra : T
[OH]3=
|Cr,+l
llnay các giá trị : T = UYiữvà |Cr,+] = 10'3vào
55

56. [ p m 3 = ------— =10'27 -> pOH » 9
103
Hoậc pM = 5 thi Cr(O H ) 3 bát đầu kết tủa.
b. Xác dịnh p H đểCr(OH)} lan hoàn loàn thành Cr(Obl~.
KhiđốS = I [Cr3+1 = [Cr(OH)41 = 10'3M
■ [Cr(OH)7]
Theo (2) ta có : K =----------------
[OH]
[Cr( OHĨ4] 103
Sùy ra [OH ] = ---------------- = --------- = 10'2-6
K lo'0'4
pOH =2,6 vậy p H = l l , 4
Ivhi pH dung dịch đạt đến 11,4 thi Cr(OH)3tan hoàn toàn
c. Đố thị miền lón tại ưu tiên của các dạng hydroxừcrom
5 Cr(OH)3 i 11.4
--------ị------------------------------------------------ I-> pH
Cr3+ Cr(OH).r
d. Xây dụng đổ thị pS-pH hoặc IgS-pH
s = I [CrJ+] = [Cr3+] + [Cr(OH)7]
T T
[CrJ+] =■-------------- = -------------- * h3
[ O H ] 3 K3ho
i
Trong đó h = [H^
K.Kho
[Cr(OH)4] = K[OH ] = -------------
h
T K JK h p
s ÍCr3+] = -------------*h3 + -------- -—
1 0 3 0
Vè dổ thị IgS - pH hoặc pS-pH
Trên đổ thị này ta có thể tìm (lược giã trị pH Lại dó độ tan s đạt giá trị cực
tiểu (tức là ps dạt cực đại)
dS 3.T K.Kjjo
-> -L
------ = o = — ------ h --------------
dh K3H£, h2
u
Tải bản FULL (113 trang): bit.ly/3odN1KB
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

57. 31’ K.Kho
Suv ra ---------h = ----------
K ho , h:
K.KV.O
=> h4 = ------- —
3T
41gh = lgK + 41g Kho- - IgT - lg3
1
lah = — [igKo + 41sKho - laT - lg3]
4 x
1 1 lg3
pH rmn = - lgh = -----lgK - IgKHo + — lgT + —
4 4 4
1 1 lg3
ptlmm = — pK + pK H 0 ------p r n ------------
4 4 4
0.4771
=0,1 + 14 -7,5 +-------
4
pHmin « 6.7 -*■ Srôn a 10'7,7 -» pS «7.7
Thav giá trị này vào ta tính được Smin « 10'7
Vẽ đồ thị có thể tính gần đúng pS tại một số điểm:
* pH < 5
s = 1O'3M-> pS =3
* 5 <pP I < 1 1 .4
Trone vùng dị thể hỗn hợp của CrJ+vù Cr(OH)iT
S = [Cr3+1 + [CrtOHVI
T K.Kho
s =------- hJ +----- —
K3„o h
Ta tính pH khi [Cr3+] = [Cr(OH)7 tức là
T K.Kho
---------h3 = — -
K3HjP h
K.K„P
h4= — -
T
41gh = lgK + 41gK„o-lgT
1 i
igh =— lgK + lgK Ho --------- lgT
4 4
ỉ f

58. pH = -Igh = — pK2 +pKHQ-----nT
4 z -
pH =0.1 + 14 - 7.5 = 6.6
pH =6.6
* 5< pH < 6.6: là mien im tiên tòn tại của Cr
T
Vậy có thẻ coi s « [Cr3+] = --------- h3
^ H£>
lgS = ỉgT - 31gK + 3Igh
pS = pT - 3pKnn + 3pH
pS =-12 + 3pH
1 1
=>Ị ọS = 3 <-> pH = 5
ọS - 7,8 pH = 6,7
6,7 < pH < 11,4: là miên tổn tại ưu tiên của Cr(OH)4“ vậy có thể coi
K.Khp
s = [Cr(0H)41 = ------- —
lgS = lgK + ỉgKHp - lgh
ps = d K 4- pK.no - pH
pS = 14,4-pH
=>JpH = 6,7 ^ pS = 7.7
tpH = 11,4 o ps = 3
58
Tải bản FULL (113 trang): bit.ly/3odN1KB
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

59. L ậ p trình Iren máy tính và Iighicn a m khoáng p 11 tôi ưu
p r o g r a m d o _ t h i _ c r ;
u s e s c r t , g r a p h ;
c o n s t n = 5 0 0 ;
t y p e
v t = a r r a y [ 0 . . n ] o f r e a l ;
va r
c h : c h a r ;
X , y : vt ;
y O , x O, i , ox , oy , X1 , y 1 , x 2 , y 2 : i n t e g e f ;
a , b , m i n x , m a x y , m i n y : r e a l ;
F u n c t i o n f ( x : r e a l ) : r e a l ;
b e g i n
f : = - l n ( e x p ( 1 2 * l n ( 1 0 ) ) / e x p ( ( 3 * x ) * l n ( 1 0 ) ) + e x p ( x * l n ( 10) )
/exp( 14. 4*1 n( 10) ) ) / I n (10);
e nd;
p r o c e d u r e . x a y _ d u n g _ m a n g ;
va r
i : i n t e g e r ;
d t b d : r e a l ;
b e g i n
d t b d : = ( b - a ) / n ;
m i n y : = 1e 38;
maxy : = 1 e - 39 ;
f o r i : = 0 t o n do
b e g i n
X [ i ] : = a + i * d t b d ;
y [ i ] : = f ( x [ i ] ) ;
i f m a x y < y [ i ] t h e n
b i ỉ g i n m a x y : = y [ i ] ; m i n x : = x [ i ] ; e n d ;
i f m i n y > y [ i ] t h e n m i n y : = y [ i ] ;
e n d ;
e n d ;
p r o c e d u r e b i e n _ d o i _ d o _ t h i ;
va r
i : i n t e g e r ;
b x , b y , a x , a y : r e a 1;
b e g i n
b x : = ( x 2 - x 1 ) / ( b - a ) ;
b y : = - ( y 2 - y 1 ) / ( m a x y - m i n y ) ;
a x : = x 2 - b x * b ;
a y : =y 2 - b y * mi f i y ;
o x : = r o u n d ( a x ) ;
o y := r o u n d ( a y );
y O : = r o u n d ( a y + m i n y * b y ) ;
x O : = r o u n d ( a x + m i n x * b x ) ;
fo r i : = 0 to n do
b e g i n
x [ i ] : = a x + b x * x [ i ] ;
y [ i ] : = a y + b y * y [ i ];
e n d ;
end;
p r o c e d u r e k e _ k h u n g ;
va r
i , s t e p , x k e , y k e , j : i n t e g e r ;
x a u : s t r i n g [ 1 0 ] ;
b e g i n
{ ke c a c d u o n g d u t n e t }
S e t B k C o l o r (7 ) ;
ser. I i n e s t y l e ( d o t t e d l n , 0 , n o r m w i d t . h ) ;
s e t c o l o r ( b l u e );
j : = ( x 2 - x i ) d i v 30;
S t e p : = ( x 2 - x 1 ) d i v j ;
f o r i :=1 t o j do
b e g i n x k e : = x 1 + i * s t e p ;