| Titre : | Etude expérimentale d’adsorption d’un colorant cationique « Rhodamine B » sur argile naturelle. Modélisation par application d’un plan factoriel |
| Auteurs : | Arfa Sarra, Auteur ; MEDJAHED Baghdad, Directeur de thèse |
| Type de document : | texte manuscrit |
| Editeur : | Université MOULAY Tahar,Saida Faculté des Sciences Département de Chimie, 2017/2018 |
| Format : | 83 ص |
| Accompagnement : | CD |
| Note générale : |
Notre étude expérimentale a eu pour objectif de valoriser une argile de la région
locale en matière d’élimination d’un colorant « Rhodamine B » par adsorption. Des essais préliminaires ont montré que les échantillons argileux sodiques ont permis une adsorption avec un rendement supérieur à celui correspondant aux échantillons bruts. Une étude expérimentale paramétrique d’adsorption du colorant sur des échantillons argileux sodiques a été menée afin de déduire l’effet de chaque paramètre sur l’efficacité d’élimination du colorant. L’étude de l’effet de la variation du temps d’agitation des deux phases adsorbant/adsorbat a montré que la cinétique d’adsorption du colorant est rapide et que le temps d’équilibre est de l’ordre de 30 minutes. Les autres paramètres examinés sont la concentration initiale du colorant, le rapport quantité d’argile/Volume de la phase aqueuse et la température. L’application des formes linéaires des lois de Freundlich et Langmuir a permis de vérifier que le modèle de Langmuir et le plus adéquat pour modéliser les isothermes d’adsorption dans le domaine des concentrations étudiées. L’étude thermodynamique a été réalisée en valorisant les résultats expérimentaux de l’étude de l’effet de la variation de la température sur le rendement d’adsorption du colorant. Cette étude a montré que le processus est spontané et que dans notre cas il s’agit d’une adsorption physique vu l’ordre de grandeur de la valeur trouvée de l’enthalpie standard d’adsorption. La dernière partie de ce travail correspond à l’application de la méthodologie des plans d’expériences dans le but de mettre en évidence les effets individuels et combinées des paramètres étudiés dans des domaines bien spécifiques. Le modèle mathématique déduit de cette étude d’optimisation est le suivant : R = 4,313*X1 - 0,341*X2 + 12,868*X3 - 9,241*X1*X2 - 2,976*X1*X3 + 6,893*X2*X3 + 3,053*X1*X2*X3 + 49,581 Les effets individuels et combinés des différents paramètres sont discutés sur la base de la valeur absolue et du signe de chaque coefficient. Ces valeurs des coefficients définissent la force de l'effet correspondant et la façon dont ils agissent sur le rendement d’élimination du colorant. |
| Langues: | Français |
| Index. décimale : | BUC-M 008318 |
| Catégories : | |
| Mots-clés: | Adsorption, Argile, Colorant cationique, plans factoriels Adsorption, Clay, cationic dye, factorial design sاﻻدﻣﺼﺎص، طﯿﻦ ،ﻣﻠﻮن ﺻﻨﺎﻋﻲ،اﻟﺘﺼﻤﯿﻢاﻟﺘﺠﺮﯾﺒﻲ |
| Résumé : |
Ce travail porte sur une étude expérimentale d’adsorption d’un colorant
cationique « Rhodamine B » sur des échantillons argileux bruts et sodiques. Une étude expérimentale paramétrique a été menée dans le but de trouver les conditions optimales d’adsorption. L’étude de l’effet du temps de contact adsorbant/adsorbat a montré que la cinétique d’adsorption du colorant est rapide. Une étude thermodynamique a été menée et a montré que le processus d’adsorption est spontané et que la chaleur d’adsorption trouvée correspond à une adsorption physique. Finalement, une étude d’optimisation de l’adsorption a été réalisée en utilisant la méthodologie des plans d’expériences afin de déduire les effets individuels des paramètres étudiés ainsi que leurs effets combinés This work concerns an experimental study of adsorption of a cationic dye "Rhodamine B" on raw and sodium clay samples. A parametric experimental study was conducted in order to find the optimal adsorption conditions. The study of the effect of the adsorbent / adsorbate contact time has shown that the adsorption kinetics of the dye is fast. A thermodynamic study was conducted and showed that the adsorption process is spontaneous and that the heat of adsorption found corresponds to a physical adsorption. Finally, an adsorption optimization study was carried out using the experimental design methodology in order to deduce the individual effects of the studied parameters as well as their combined effects ﯾﺮﻛﺰ ھﺬا اﻟﺒﺤﺚ ﻋﻠﻰ دراﺳﺔ ﺗﺠﺮﯾﺒﯿﺔ ﻻدﻣﺼﺎص اﻟﻤﻠﻮن اﻟﺼﻨﺎﻋﻲاﻟﻜﺎﺗﯿﻮﻧﻲ"Rhodamine B"ﻋﻠﻰ ﻋﯿﻨﺎت ﻣﻦ اﻟﻄﯿﻦ اﻟﺨﺎم واﻟﻤﻌﺎﻟﺞ ﺑﺎﻟﺼﻮدﯾﻮم.ﺗﻢ إﺟﺮاء دراﺳﺔ ﺗﺠﺮﯾﺒﯿﺔﻣﻦ ﺧﻼل دراﺳﺔ ﻣﺪى ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻋﺪة ﻋﻮاﻣﻞ ﻋﻠﻰ ﻣﺮدود ﻋﻤﻠﯿﺔ اﻻدﻣﺼﺎص.وﻗﺪ أظﮭﺮت دراﺳﺔ ﺗﺄﺛﯿﺮ زﻣﻦ اﻟﺘﻼﻣﺲﺑﯿﻦ اﻻطﻮار اﻟﻤﺘﻔﺎﻋﻠﺔ أن ﺣﺮﻛﯿﺔادﻣﺼﺎصاﻟﻤﻠﻮن اﻟﺼﻨﺎﻋﻲ ﺳﺮﯾﻌﺔﻛﻤﺎ أﺟﺮﯾﺖ دراﺳﺔﺣﺮارﯾﺔ وأظﮭﺮتاﻟﻨﺘﺎﺋﺞ اﻟﺘﺠﺮﯾﺒﯿﺔأن اﻟﻌﻤﻠﯿﺔھﻲوأن ﺗﻠﻘﺎﺋﯿﺔﻛﻤﯿﺔاﻟﺤﺮارةﻟﮭﺎ اﻟﻤﺮاﻓﻘﺔﻣﻊ ﺗﺘﻮاﻓﻖادﻣﺼﺎصﻓﯿﺰﯾﺎﺋﻲ ﺗﻢ إﺟﺮاء دراﺳﺔ ﺑﺎﺳﺘﺨﺪام ﻣﻨﮭﺠﯿﺔ اﻟﺘﺼﻤﯿﻢ اﻟﺘﺠﺮﯾﺒﻲ ﻣﻦ أﺟﻞ اﺳﺘﺨﻼص اﻟﺘﺄﺛﯿﺮات اﻟﻔﺮدﯾﺔ وأﺧﯿﺮًا ﻟﻠﻌﻮاﻣﻞو ﻣﺎ ﺑﯿﻨﮭﺎ |
| Note de contenu : |
Introduction Générale 01
Chapitre I : Généralités sur les argiles I.1 Introduction 2 I.2 Définition 2 I.3 Structure des minéraux argileux 2 I.4 Classification des argiles 4 I.5 La bentonite 5 I.5.1 Origine de la bentonite 5 I.5.2 Types de bentonites 5 I.5.3 Propriétés de la bentonite 6 I.5.4 Utilisations de la bentonite 7 Références 10 Chapitre II : Généralités sur les colorants II.1Généralités sur les colorants 12 II.2 Définition 12 II.3 Classification des colorants 13 II.3.1 Classification Chimique des Colorant 13 II.3.2 Classification tinctoriale 16 II 4 Utilisation des colorants 18 II.5 Toxicité des colorants 18 II.6 Aperçu sur la Rhodamine B 19 Références 21 Chapitre III : théories sur l’adsorption III.1 Introduction 23 III.2 Définition 23 III.3 Types d’adsorption 23 III.3 .1. Adsorption chimique (ou chimisorption) 23 III.3. 2. Adsorption physique (ou physisorption) 23 III.4 Isothermes d’adsorption 24 III.5.Mécanisme d’adsorption 28 III.6. Paramètre influençant sur l’adsorption 28 III.7. Modèles cinétiques d’adsorption 29 III.8 Domaine d’application de l’adsorption 30 Références bibliographiques 31 Chapitre IV : Plans d’expériences IV.1 Généralités 33 IV.2 Démarche méthodologique 33 IV.3 Notion d'espace expérimental 33 IV.4 Espace expérimental 35 IV.5 Domaine d’étude IV .6 Notion de surface de réponse 36 IV. 7 Matrice de Box- Behnken 37 IV.8 Notion de modélisation mathématique 39 Références 40 Partie exp érimentale I. Réactifs et appareils utilisés 41 II. Préparation de la bentonite purifiée 42 II.1 Protocole d’obtention de la bentonite sodique 42 II.1.1 Nature et origine de l’échantillon argileux 42 II.1.2 Purification de l’argile 43 III. Caractérisations 44 III.1 Analyse chimique 44 III.2 Analyse par diffraction rayons X 44 IV. Etude de l’adsorption du Rhodamine B par les échantillons argileux 44 IV.1 Procédure de dosage 45 IV.2 Réalisation de l’adsorption 45 IV.3 Etude paramétrique d’adsorption 45 IV.4 Optimisation des paramètres de l’adsorption du Rhodamine B par bentonite sodique (B-Na) utilisant la méthodologie des plans d’expériences 46 Références 48 Résultats et discussion Introduction I Caractérisation 48 I.1 Analyse chimique élémentaire 48 I.2 Analyse par DRX 48 II Etude paramétrique d’adsorption de la Rhodamine B par la bentonite 49 II.1 Courbe d’étalonnage 49 II.2 Etude de l’effet du temps d’agitation 50 II.3 Modélisation de la cinétique d’adsorption 51 II.4 Effet du rapport masse d’argile/Volume de la phase aqueuse m/V sur le rendement d’adsorption 53 II.5 Effet de la concentration initiale du colorant 54 II.6 Isothermes d’adsorption 55 II.7 Etude thermodynamique 57 III Optimisation par application de la méthodologie des plans d’expériences 60 III.1 Présentation des résultats 60 III.2 Résolution de la matrice 61 Références (Parties expérimentale et discussion) 64 Conclusion générale |
Exemplaires
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