III.2. Méthode d'analyse
La détermination de la concentration des colorants est
effectuée par dosage spectrophotométrique dans le domaine du
visible, en utilisant la loi de Beer-Lambert :
A = Log I0 / I = å.C.L
Avec:
A : Absorbance
å : Coefficient d'extinction
spécifique du soluté
L : L'épaisseur de la cellule optique
C : La concentration du soluté.
Le spectromètre utilisé est un appareil (JENWAY
6405), l'étalonnage à été réalisé,
avec des concentrations en soluté variant de 0 à 20 mg/l (Annexe
II), à la longueur d'onde maximale d'absorption déterminée
auparavant (Annexe I).
III.3. Calcul des quantités
adsorbées
* Calcul des quantités adsorbées.
Qads = (C0 - Ceq) / R
* Pourcentage de décoloration.
P (%) = 100 * (C0 - Ceq) / C0
Qads : Quantité adsorbée par
gramme d'adsorbant.
C0 : Concentration initiale en mg/l.
Ceq : Concentration à l'équilibre
en mg/l.
R : masse d'adsorbant par unité de volume
de solution (g/l).
Les tests de l'adsorption réalisés dans cette
partie permettent d'évaluer les caractéristiques de chaque
matériau vis-à-vis des trois colorants. Ils concernent,
l'étude cinétique, l'effet de masse, les isothermes, l'effet de
pH et l'effet de force ionique.
1. L'étude cinétique
Les cinétiques de rétention décrivent les
vitesses de réactions qui permettent de déterminer le temps de
contact mis pour atteindre l'équilibre d'adsorption. C'est une
étape importante dans toute étude d'adsorption. Pour cela, nous
avons suivi les cinétiques d'adsorption du bleu de
méthylène, et des deux colorants textiles pour une concentration
initiale de 20 mg/l, avec des masses de 0.05g/l de charbon actif (figure
III.1), les masses de phosphates naturels sont respectivement 2g/l pour le bleu
de méthylène et jaune basique et 10g/l pour le JK2R (figure
III.2).
% de
décoloration
100
80
60
40
20
0
0 30 60 90 120 150
t(min)
bleu de méthylène jaune basique JK2R
Figure III.1 : Cinétique
d'adsorption du bleu de méthylène, du jaune
basique, et du JK2R sur charbon actif.
% de
décoloration
100
40
20
60
80
0
0 30 60 90 120 150
bleu de méthylène jaune basique JK2R
t (min)
Figure III.2 : Cinétique
d'adsorption du bleu de méthylène, du jaune basique, et du JK2R
sur les phosphates naturels.
Les temps d'équilibre déterminés pour les
trois colorants sont consignés dans le tableau III.1.
Tableau III.1 : Temps nécessaire
pour l'établissement de l'équilibre de l'adsorption sur les deux
matériaux.
|
Adsorbât
|
Temps d'équilibre (min)
|
|
phosphates
|
Charbon actif
|
|
Bleu de méthylène
|
30
|
15
|
|
Jaune basique
|
30
|
10
|
|
JK2R
|
90
|
90
|
Les courbes indiquent que les vitesses des réactions
d'adsorption de ces trois colorants sur les deux matériaux sont plus ou
moins rapides en début de la réaction. Néanmoins, nous
constatons deux remarques importantes :
· Les cinétiques d'adsorption sur le charbon
actif sont plus rapides que sur les phosphates, cette comparaison doit se faire
au regard de la différence de granulométrie, et du fait de
différence d'affinité des deux matériaux vis à vis
des ces trois colorants.
· Les cinétiques d'adsorption du JK2R sur les
deux matériaux sont plus lentes par rapport aux deux autres colorants.
Cela pourrait s'expliquer par le fait que les deux matériaux ont une
affinité plus grande pour les colorants cationiques (bleu de
méthylène, jaune basique) par rapport au colorant anionique
(JK2R).
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