دراسة الحركية والأيزوثرم والديناميكية الحرارية عند إمتزاز الصبغات العضوية من المحاليل المائية باستخدام أسمنت السوريل المعدل بإضافة المنجنيز و النيودميوم و الزنك
مؤلف
القحطاني، ايمان بنت يحيى ابن محمد ال حمود
الملخص
الصبغات العضوية هي مركبات كيميائيه عضوية قادره على امتصاص وانعكاس الضوء بأطوال موجيه انتقائية ضمن المجال المرئي للطيف الكهرومغناطيسي والصبغات تمثل مصدرا للتلوث في البيئة لذلك فإنها تدخل ضمن ملوثات مياه الشرب. وبناء عليه تم استخدام عملية الامتزاز لإزالة تلك الصبغات المستخدمة فى الدراسة من المياه الملوثة ، حيث وجد أن عملية الامتزاز من أهم الطرق الفعالة والمستخدمة على نطاق واسع خصوصا مع التركيزات العالية للصبغات ._x000D_
في هذه الدراسة التي تحتويها هذه الأطروحة نهدف لإزالة الملوثات (الصبغات) من المحاليل المائية،حيث تم تم تحضير أسمنت السوريل المعدل بإضافة المنجنيزو النيوديميوم والزنك تحت ظروف مختلفة. تم توصيف المركبات المحضرة باستخدام تقنية الأشعة تحت الحمراء FTIR))، حيود الأشعة السينية (XRD)، المجهر الالكتروني الماسح (SEM) والتحليل الحراري (TGA)._x000D_
تم دراسة مدى كفاءة المركبات المحضرة لامتزاز صبغة الميثلين الازرق وصبغة الرودامين ب من المحاليل المائية، كما تم دراسة العوامل المختلفة المؤثرة على عملية الامتزاز للصبغتين قيد الدراسة وتحديد أفضل الظروف التجريبية وهي: زمن التلامس بين محاليل الصبغات المائية والمركبات المحضرة، جرعة المركب المستخدم، تراكيز الصبغة ودرجة الحرارة. بعد ذلك تم دراسة نمذجه بيانات الامتزاز باستخدام طرق النماذج الحركية: نموذج الرتبة الاولى الكاذبة ونموذج الرتبة الثانية الكاذبة ونموذج ايفلش ونموذج انتشار الجسيمات. وايضا نماذج الامتزاز باستخدام نماذج لانجمير، فرندلش لتوصيف الامتزاز. _x000D_
أيضا تمت دراسة نسب الامتزاز باستخدام نماذج لانجمير، فرندلش، وتم حساب كميات الامتزاز لصبغة الميثلين الأزرق مع اسمنت السوريل المعدل بإضافة المنجنيز حيث وجدت ( 42.02 mg/g) بينما مع الزنك كانت mg/g ) 12.05) كانت مع النيوديميوم (16.98 mg/g) ، على الجانب الآخر كانت نسبة امتزاز صبغة الرودامين ب مع المنجنيز) mg/g 88.96 ( بينما كانت) mg/g 24.56 ( مع الزنك وكانت ) mg/g 4.( 28مع النيوديميوم _x000D_
تم حساب بعض عوامل الديناميكا الحرارية مثل التغير في المحتوى الحراري والتغير في العشوائية على التوالي لصبغة أزرق المثلين مع اسمنت السوريل المعدل بإضافة المنجنيز ووجدت القيم كالتالي (-2.33 ) ، (-5.249 ) بينما مع الزنك كانت ( -3.773 )،(-31.97 ) وكانت مع النيوديميوم (-4.032) ،( -34.47) وقيم التغير في الطاقة الحرة عند درجات الحرارة 298، 313، 323المطلقة على التوالي كانت للمنجنيز( 1.561-)، (1.640 - )،( 1.693-) بينما مع الزنك ( 0.953- )،) -1.001 )،( 1.033-) وكانت مع النيوديميوم (1.027 -)،(1.079 -) (1.113 -) . بينما على الجانب الاخر كانت قيم الديناميكا الحرارية Delta H و Delta S لصبغة الرودامين ب مع اسمنت سوريل المعدل باضافة المنجنيز على التوالي( -2.599) ، (-17.329) بينما مع الزنك كانت (-8.625 )،( 109.005 -) ومع النيوديميوم كانت (8.625 -)،(109.006 -) ووجدت قيمDelta G عند درجات الحرارة 298، 313 ،323 كلفن على التوالي كانت للمنجنيز(5.16- )،(5.42- )، (5.594 -) بينما مع الزنك (3.24- )،( 3.41-)،(3.51 -) وكانت مع النيوديميوم ( 3.24(-،( 3.41- )، ( 3.52 -) _x000D_
و من النتائج المتحصل عليها أيضا ثبت أن أسمنت السوريل المعدل بعناصر المنجنيز والنيوديميوم و الزنك على الترتيب ذو كفاءة عالية في التخلص من صبغه أزرق الميثيلين و فى وقت لم يتجاوز الثلاث دقائق على الجانب الآخر احتاج أسمنت السوريل المعدل بعنصر المنجنيز الى 24 ساعه للتخلص من صبغه الرودماين ?ب بينما أسمنت السوريل المعدل بعنصري النيوديميوم و الزنك لم يعطي فاعلية عالية. أيضا أمكن فصل صبغه أزرق الميثيلين من صبغه الرودماين ?ب باستخدام أسمنت السوريل المعدل بعناصر المنجنيز معتمدا على الوقت المستخدم للفصل حيث بعد ثلاثة دقائق يمكن فصل صبغه أزرق الميثيلين في حين أن هذا الوقت لا يعطي أى نتائج مع صبغه الرودماين ?ب و التي يتم فصلها كاملا بعد 24 ساعة . أيضا أمكننا في هذه الدراسة اعادة استخدام المواد المازة الثلاثة التي تم تحضيرها و استخدامها في التخلص من الصبغتين باستخدام خليط من الايثانول و كلوريد الصوديوم بكفاءة عالية لمدة خمس مراحل. _x000D_
ملاحظة
إشراف : د. ناصر سيد عواد رمضان.
