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Introduction : Depuis le début de l’humanité, les colorants ont été appliqués d

Introduction : Depuis le début de l’humanité, les colorants ont été appliqués dans pratiquement toutes les sphères de notre vie quotidienne pour la peinture et la teinture du papier, de la peau et des vêtements, etc. Pour leurs majorité, ces colorants sont des composés difficilement biodégradables, ils sont reconnus, toxiques ou nocifs pour l’homme et les animaux. Actuellement la préoccupation première, est celle des rejets aqueux de colorants textiles qui sont des sources dramatiques de pollution, d’eutrophisation et de perturbation non esthétique dans la vie aquatique et par conséquent présente un danger potentiel de bioaccumulation qui peut affecter l’homme par transport à travers la chaîne alimentaire. La réduction voire l’élimination de ces colorants est donc nécessaire étant donné la toxicité avérée de certains d’entre eux. Des méthodes de traitements opérationnels à l’échelle de laboratoire et industriels existent déjà, elles incluent des procédés physicochimiques (adsorption, filtration membranaire, méthodes de séparations solide-liquide : précipitation, coagulation, floculation et décantation) chimiques (résine échangeuse d’ions, oxydation par : oxygène, ozone,…) biologiques (traitement aérobie et anaérobie) et physicochimiques (adsorption, filtration membranaire, méthodes de séparations solide-liquide : précipitation, coagulation, floculation et décantation). Dans ce travail pratique, nous avons opté pour le procédé d’adsorption qui est considéré comme l'une des techniques de traitement les plus utilisées pour enlever de l'eau les composés organiques et ions métalliques en général. Depuis longtemps, le matériau le plus sollicité pour ce procédé est le charbon actif. L'adsorption se produit principalement en quatre étapes. La figure ci-dessous représente un matériau (adsorbant) avec les différents domaines dans lesquels peuvent se trouver les molécules organiques ou inorganiques qui sont susceptibles de rentrer en interaction avec le solide Avant son adsorption, le soluté va passer par plusieurs étapes : 1 1)- Diffusion de l’adsorbât de la phase liquide externe vers celle située au voisinage de la surface de l’adsorbant. 2)- Diffusion extra granulaire de la matière (transfert du soluté à travers le film liquide vers la surface des grains). 3)- Transfert intra granulaire de la matière (transfert de la matière dans la structure poreuse de la surface extérieure des graines vers les sites actifs). But de TP : Détermination de la teneur en colorant dans l'eau contaminée après adsorption. Partie théorique : Définition de Bleu de méthylène: Le colorant bleu de méthylène est un colorant cationique d’indice CI 52015, sa formule est (C16H18N3SCI) et sa masse molaire est de 319.85 mol/g. C’est une molécule organique appartenant à la famille des Xanthines. Ce colorant est choisi comme modèle représentatif des polluants organiques de taille moyenne et sa structure chimique représente dans la figure Définition de l'adsorption: Plusieurs définitions ont été données par divers auteurs, nous reportons dans ces paragraphes les plus usuels: ❖ L'adsorption est un phénomène physico-chimique se traduisant par une modification de Concentration à l'interface de deux phases non miscible : (liquide / solide) ou (gaz / sol) On parlera donc de couples (adsorbât / adsorbant); ❖ L'adsorption par un solide est définie comme étant le phénomène de fixation des molécules d'une phase gazeuse ou liquide, sur la surface de ce solide; ❖ L'adsorption peut aussi être définie comme étant une opération physique de séparation des mélanges, et le processus dans lequel une substance est éliminée par une autre, dans laquelle elle se trouve concentrée à l’interphase . 2 ❖ L'adsorption est un phénomène de surface par lequel des atomes ou des molécules d'un fluide (adsorbats) se fixent sur une surface solide (adsorbant) selon divers processus plus ou moins intenses grâce aux interactions physiques et/ou chimiques. ❖ De manière générale, l'adsorption est définie comme un processus résultant en une accumulation nette d'une substance à l'interface entre deux phases. Définition du charbon actif : Le charbon actif est un carbone microporeux inerte qui a subi un traitement pour augmenter sa surface. Il possède ainsi une très grande surface spécifique pouvant aller de 100 à 2000 m2/g d'où sa grande capacité d'adsorption. La structure du charbon actif est proche de celle du graphite, ordonnée sous la forme d'un empilement de couches successives planes d'atomes de carbone disposés en hexagones réguliers. mode opératoire : Les produits utilisez: 1. Bleu de méthylène. 2. Charbon actif en poudre. 3. Eau distillée. Matériels et appareillages: 1. Matériels: - Fiole jaugée (1L). - Bécher (1L). - 10 Béchers (100ml). - Pipette graduée. - Verre de montre. - Balances analytique type "Kern". - Tubes (5ml). 3 2. Les appareillages :  Spectres d’absorption en UV- visible:  Centrifugeuse.  Agitateur magnétique chauffant. Préparation de solution mère le bleu de méthylène: 1. A l’aide d’une balance analytique et spatule, on pèse 100 mg du BM. 2. On met cette quantité de BM dans une fiole jaugée (1 litre). 3. On ajoute l’eau distillé avec l’agitation jusqu'à le trait de jauge. Les solutions filles : 1- 10ml 2- 7 .5ml 3- 5ml 4- 4ml 5- 3ml 6- 2ml 7- 1ml 8- 0.5ml 1-Donner une bève aperçue sur le charbon actif et la technique d’adsorption . • Le phénomène d'adsorption était utilisé depuis très longtemps dans la vie pratique, principalement par l'usage du charbon actif dans des applications médicales ou pour la purification d'eau. Il a cependant fallu attendre la fin du xviiie siècle pour que l'on commence à étudier la capture par un solide d'une espèce en phase gazeuse, puis d'un colorant en solution aqueuse. De Saussure observa ensuite l'aspect exothermique de ce phénomène. 4 Concentration : C1V1=C2V2 > C2=C1V1/V2 > C2=0.5*10/40=0.125g/l Volume de solution mère 10ml 7.5ml 5ml 4ml 3ml 2ml 1ml 0.5ml Volume de l’eau 40ml 42.5ml 45ml 46ml 47ml 48ml 49ml 49.5ml Cocentration du colorant 0.125 0.08 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0.005 Absorption 1.634 1.434 0.964 0.673 0.369 0.290 0.130 0.063 2-Tracer la courbe d’étalonnage de l’absorption en fonction du concentration : 5 Temps(min) 5 10 15 20 25 30 Concentration 0.455 0.113 0.053 0.134 0.117 0.232 3-Tracer la courbe de la concentration en fonction du temps : 6 4-Est-ce que l’utilisation de la technique d’adsorption par le charbon actif est adéquate pour le traitement des effluents industriels contaminés par un colorant tel que le bleu de méthylène ?  Oui , l’utilisation de la technique d’adsorption par le charbon actif est adéquate pour le traitement des effluents industriels contaminés par un colorant tel que le bleu de méthylène. 7 Conclusion : L'étude a inclus plusieurs effets variables sur le charbon actif et la substance adsorbée qui est le bleu de méthylène, afin de déterminer les meilleurs résultats et les plus idéaux pour l'adsorption complète et pour la purification de l'eau contaminée en colorants. En définitive on peut conclure que le charbon actif est une substance efficace dans l'adsorption de bleu de méthylène dissout dans les solutions aqueuses. 8 uploads/Finance/ charbon-actif1.pdf