2. Effet de la masse sur l'adsorption
Sur les figures III.3 et III.4, nous avons
représenté respectivement les variations des quantités
adsorbées (exprimées en % de décoloration de la solution)
en fonction des masses de charbon actif et celles des phosphates naturels avec
un temps de contact de 3 heures. La concentration initiale en adsorbât
utilisée est de 20 mg/l.
Nous constatons que les % de décoloration des
solutions des trois colorants augmentent à mesure que la masse du
charbon actif augmente, jusqu'à la décoloration totale qui a lieu
vers 0.15 g/l avec un ordre de décoloration allant du jaune basique,
bleu de méthylène, au JK2R.
% de
décoloration
R(g/l)
100
80
bleu de méthylène jaune basique JK2R
60
40
20
0
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Figure III.3: Variation des
pourcentages de décoloration en fonction de
la masse du charbon actif
(Co = 20 mg/l)
% de
décoloration
bleu de méthylène jaune basique JK2R
100
80
60
40
20
0
R(g/l)
0 3 6 9 12 15
Figure III.4: Variation des pourcentages
de décoloration en fonction de la masse des phosphates (Co = 20
mg/l).
Pour les phosphates les % de décoloration augmentent
au fur et à mesure que la masse augmente, jusqu'à la
décoloration totale des solutions de bleu de méthylène et
du jaune basique obtenue pour un rapport de 3g/l, alors que la solution du JK2R
ne se décolore pas totalement même à 70g/l (60%).
3. Isothermes d'adsorption
Les isothermes d'adsorption ont été
réalisées avec différentes concentrations initiales pour
un rapport R= 0.05g/l de charbon actif, un rapport de 1g/l pour le bleu de
méthylène et jaune basique et 10g/l pour le JK2R. Les figures
III.5, III.6, et III.7 représentent les isothermes d'adsorption sur les
phosphates des trois colorants, et les figures III.8, III.9, et III.10
représentent les isothermes d'adsorption sur charbon actif. Le temps de
contact est de 3 heures à 25°C et à pH initial.
D'après la classification de Giles et Col [14], les
isothermes d'adsorption sur le charbon actif sont de type L. La comparaison des
capacités d'adsorption est de l'ordre suivant (jaune basique > bleu
de méthylène > JK2R). Cet ordre serait attribué
à la structure moléculaire des substrats
Les isothermes d'adsorption sur les phosphates montrent que :
Pour le bleu de méthylène, la quantité
adsorbée apparaît importante à concentration quasiment
nulle du soluté dans la solution. Donc, les interactions entre les
molécules adsorbées et la surface du solide sont très
fortes. C'est une isotherme du type H.
Pour le jaune basique, l'isotherme suit parfaitement le
modèle de Langmuir. Donc, les forces d'attraction entre les
molécules adsorbées sont faibles
Pour le JK2R, la quantité adsorbée est
quasiment nulle à faible concentration du soluté en solution, au
fur et à mesure que la concentration en solution augment la
quantité adsorbée augmente rapidement. Donc, les molécules
adsorbées favorisent l'adsorption ultérieure d'autres
molécules (adsorption coopérative due aux attractions entre les
molécules du soluté par des forces de Van Der Waals). C'est une
isotherme de type S
Résultats et discussion
6
4
Ce(mg/l)
8
2
0
0 2 4 6 8 10
Figure III.5 : Isotherme d'adsorption du
bleu de méthylène
sur les phosphates
4
Ce (mg/l)
0
0 5 10 15
16
12
8
Figure III.6 : Isotherme d'adsorption du
jaune basique sur les phosphates
Q(mg/g)
1
0,4
Ce (mg/l)
0,2
0
0 5 10 15 20
Figure III.7 : Isotherme d'adsorption du
JK2R sur les phosphates
Ce
(mg/l)
0 5 10 15 20
250
200
150
50
0
100
Figure III.8 : Isotherme d'adsorption du
bleu de méthylène
sur le charbon actif.
300 250 200 150
100
50
0 Ce
0 5 10 15 20 (mg/l)
Figure III.9 : Isotherme d'adsorption du
jaune basique sur le charbon actif.
Ce
(mg/l)
0 5 10 15 20
160
120
80
40
0
200
Figure III.10 : Isotherme d'adsorption du
JK2R sur le charbon actif.
La description des isothermes d'adsorption a
été réalisée en appliquant les modèles de
Langmuir et Freundlich. Le tableau III.2, ci-dessous rassemble les constantes
Kf et 1/nf de Freundlich, K et Qm de Langmuir.
Tableau III.2 : Les constants Kf et
1/nf de Freundlich, K et Qm de Langmuir, pour les trois colorants
sur le charbon actif et les phosphates.
|
Adsorbât
|
paramètres de Langmuir
|
Paramètres de Freundlich
|
|
Qm
(mg/g)
|
R2
|
Kf
|
1/nf
|
R2
|
Charbon actif
|
Bleu de
méthylène
|
330.1
|
294.12
|
0.9961
|
77.46
|
0.4683
|
0.9638
|
|
304
|
322.6
|
0.9956
|
82.75
|
0.4579
|
0.9417
|
|
238.12
|
222.2
|
0.9716
|
55.91
|
0.4245
|
0.8275
|
phosphates
|
Bleu de
méthylène
|
8.82
|
7.46
|
0.9301
|
5.74
|
0.1518
|
0.7467
|
|
0.544
|
17.27
|
0.9972
|
6.43
|
0.365
|
0.9339
|
|
*
|
*
|
0.9645
|
*
|
*
|
0.9291
|
|
Le tableau montre que, pour le charbon actif, le
modèle le plus vérifié est celui de Langmuir (coefficient
de régression linéaire proche de 1). Donc, ce sont des isothermes
de type L, La comparaison des capacités d'adsorption maximales est dans
l'ordre cité précédemment (jaune basique, bleu de
méthylène, et JK2R).
Pour les phosphates, on remarque, d'après les
coefficients de régression linéaire, que seul l'adsorption du
jaune basique sur les phosphates suit le modèle de Langmuir, avec une
quantité maximale d'adsorption de 17.27 mg/g. la superposition des trois
isothermes donne le même ordre des capacités maximales
d'adsorption que sur charbon actif (jaune basique, bleu de
méthylène, JK2R).
| 
