474207607-TP-Adsorption

Travaux pratique sur l’adsorption d’un colorant sur charbon actif
Destiné aux étudiants de première année master génie des procédés de l’environnement
Présenté par Madame Aicha Khenifi
[email protected]
République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université des Sciences et de la Technologie d’Oran « Mohamed Boudiaf »
Domaine : Sciences et Technologie
Faculté de Chimie -
OIOIEONEONEODépartement de Génie chimique
Option : Génie des Procédés de l’environnement
Parcours : Master 1 (GPE)
TP
Présenté par :
- KRIM Issam Eddine
Responsable Madame Aicha KHENIFI
Année universitaire : 2019-2020
Email : [email protected]
Travaux pratique sur l’adsorption
d’un colorant sur charbon actif

Travaux pratique sur l’adsorption d’un colorant sur charbon actif
Destiné aux étudiants de première année master génie des procédés de l’environnement
Présenté par Madame Aicha Khenifi
[email protected]
Adsorption : L’adsorption, à ne pas confondre avec l'absorption, est un phénomène de surface
par lequel des molécules de gaz ou de liquides se fixent sur les surfaces solides des
adsorbants. Les molécules ainsi adsorbées constituant l'adsorbat. Si les conditions
énergétiques ou cinétiques permettent à la molécule de pénétrer au sein de la phase
adsorbante, il y a absorption.
Les charbons actifs sont de loin les adsorbants les plus fabriqués et utilisés industriellement.
Ils peuvent être obtenus à partir d’un grand nombre de matériaux carbonés (bois, charbon,
noix de coco, résidus pétroliers, etc.), par des processus de carbonisation suivis des processus
d’activation dûment contrôlés.
Les charbons actifs sont composés de micro-cristallites élémentaires de graphite qui sont
assemblées avec une orientation aléatoire. La surface des charbons actifs est essentiellement
non polaire, même si une légère polarité peut se produire par une oxydation de surface. Ils
adsorbent de préférence les composés organiques non ou faiblement polaires. - Ils sont
fréquemment utilisés pour la récupération des vapeurs de solvants et d'hydrocarbures, la
décoloration de sucres, la purification d'eau, l’élimination d'odeur.
Partie expérimentale :
Matériels et méthodes
Colorant en solution de concentration initiale (approximative) C0 = 1g/L, Charbon actif en
poudre. Pour chaque manipulation effectuée, un lien est affichée. Veuillez consulter les liens
et répondre aux questions.
1. Dosage du colorant utilisé
1. Le colorant utilisé dans ce travail est le bleu de méthylène.
La définition de ce colorant ( type de colorant, structure et utilisation ) :
- Le bleu de méthylène, ou chlorure de méthylthioninium, est un dérivé de la phénothiazine à la
fois médicament et colorant dont l'action repose sur les propriétés rédox. Il a été préparé pour la
première fois par Heinrich Caro en 1876. C'est un solide cristallisé inodore soluble dans l'eau et,
dans une moindre mesure, dans l'éthanol. À l'état pur, il se présente sous la forme d'une poudre
vert foncé ; on le trouve commercialement également sous forme d'un sel double avec le chlorure
de zinc, de couleur brune.En tant que colorant, il présente de nombreux usages, notamment du fait
que sa couleur dépend de son état rédox : il est incolore à l'état réduit, mais est bleu à l'état oxydé.
C'est un bon accepteur d'hydrogène capable d'oxyder les alcools en aldéhydes en présence
de platine. Il permet de colorer les tissus vivants, et est également utilisé en biochimie pour colorer
les acides nucléiques bien qu'il soit moins spécifique que le bromure d'éthidium car il ne
s'intercale pas dans les polynucléotides ; ce qui le rend aussi moins toxique que ce dernier
- Structure :

Travaux pratique sur l’adsorption d’un colorant sur charbon actif
Destiné aux étudiants de première année master génie des procédés de l’environnement
Présenté par Madame Aicha Khenifi
[email protected]
- Utilisation :
Le bleu de méthylène est utilisé dans divers domaines :
 il sert d'indicateur coloré redox : sa forme oxydée est bleue tandis que sa forme réduite
est incolore. On l'utilise dans la fameuse expérience de la bouteille bleue .
 il est employé comme colorant histologique. Le bleu de méthylène teint le collagène des
tissus en bleu. Il tache la peau durant plusieurs semaines. Il est donc utilisé comme encre
alimentaire pour les viandes, par tampon ;
 il permet de calculer le taux de dureté de l'eau (en °Th : taux hydrotimétrique).
 en géotechnique, il est utilisé dans l'essai au bleu de méthylène il permet de déterminer
l'argilosité d'un sol en mesurant la capacité de ce dernier à l'adsorber .
 en médecine, il est fréquemment utilisé comme marqueur afin de tester la perméabilité
d'une structure (par exemple des trompes utérines lors d'une hystérosalpingographie)
ou pour soulager les blessures graves en cas d'urgence. Il est aussi utilisé lors de
chimiothérapie anti-cancéreuse comme antidote à l'ifosfamide afin de prévenir les crises
de convulsions liées à la neuro-toxicité du produit
2. le dosage de ce colorant est effectué par spectrophotométrie uv – visible
Donner le principe de cette méthode.
- La spectrophotométrie est le domaine qui étudie la mesure de l'énergie
transportée par les rayonnements électromagnétiques dans le domaine de la
lumière visible La spectrométrie, ou spectroscopie, est une méthode
analytique quantitative et qualitative qui consiste à mesurer l'absorbance ou
la densité optique d'une substance chimique donnée, généralement
en solution. Plus l'échantillon est concentré, plus il absorbe la lumière dans
les limites de proportionnalité énoncées par la loi de Beer-Lambert.
- Principe
- Lorsqu’une lumière d’intensité Io passe à travers une solution, une partie de celle-ci est
absorbée par le(s) soluté(s). L’intensité I de la lumière transmise est donc inférieure à
Io On définit l’absorbance de la solution comme : A= log ( Io/I)

Travaux pratique sur l’adsorption d’un colorant sur charbon actif
Destiné aux étudiants de première année master génie des procédés de l’environnement
Présenté par Madame Aicha Khenifi
[email protected]
- On parle aussi de transmittance définie par la relation :T=(I/Io) c est-à-dirA= _logT
L ‘bsorbance est une valeur positive, sans unité. Elle est d’autant plus grande que l’intensité
transmise est faible.
La relation de Beer-Lambert décrit que, à une longueur d'onde λ donnée, l’absorbance
d’une solution est proportionnelle à sa concentration, et à la longueur du trajet
optique (distance sur laquelle la lumière traverse la solution).
3. Le spectre d’absorption en UV-visible (Figure ci dessous) du BM a été obtenus par un
balayage spectral, entre 500 et 800 nm, d’une solution de colorant à 100 mg/L.
Donner une petite interprétation du spectre uv visible du colorant en précisant sa longueur
d’onde maximale d’absorption ainsi que son absorbance.
Interprétation : Afin d'obtenir un spectre UV-visible, la solution est soumise aux
rayonnements dont la longueur d'onde est comprise dans l'intervalle 200-400 nm (domaine
des ultraviolets) et dans l'intervalle 500-800 nm (domaine de la lumière visible).
Pour chaque longueur d'onde, l'absorbance est mesurée et les données recueillies sont utilisées
pour tracer les variations de l'absorbance (en ordonnées) en fonction de la longueur d'onde (en
abscisse). Le graphique ainsi obtenu constitue un spectre UV-visible.
La longueur d onde maximal = 650 nm
L absorbance maximale = 1,01
4. Préparation des solutions de colorants BM :
Une solution mère du BM avec une concentration de 1000 mg/l a été préparée en mélangeant
une quantité appropriée de BM avec de l'eau distillée. La solution mère a été convenablement
diluée par l'eau distillée à la concentration initiale désirée.
Des solutions filles de bleu de méthylène de concentration allant de 10 à 100 mg/l sont
préparés par dilution

Travaux pratique sur l’adsorption d’un colorant sur charbon actif
Destiné aux étudiants de première année master génie des procédés de l’environnement
Présenté par Madame Aicha Khenifi
[email protected]
Expliquer le principe de dilution
Diluer une solution, c’est, en ajoutant un solvant, obtenir une nouvelle solution moins
concentrée en soluté que la solution initiale.
La solution initiale est appelée solution mère de concentration notée CM. Lorsqu’on dilue
cette solution, on obtient une nouvelle solution appelée solution fille de concentration notée
Cf.
Propriété : Lors d’une dilution, la concentration molaire diminue, mais la quantité de matière
ne change pas.
 Etape 1: prélever un volume de solution mère nécessaire à la préparation de la solution fille.
Utiliser pour cela une pipette jaugée et une propipette
 Etape 2: On verse le volume, prélevé à l’étape précédente, dans une fiole jaugée de volume
approprié.
 Etape 3: On ajoute de l’eau distillée et on agite afin d’homogénéiser la solution
 Etape 4: On complète avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge.
Schéma du protocole à utiliser pour effectuer une dilution
5. calculer le volume de BM à utiliser pour la préparation de chacune des solutions suivantes
( remplissez le tableau suivant )
CiVi = CfVf Vi = CfVf /Ci =Ve=Vf-Vi
Vi = CfVf /Ci = 10 * 50 /1000 =V1 = 0.5 ml
Ve=VfVii =50-0.5 =Ve =49.5ml
Echantillon
1
2
3
4
5
6
Concentration
(mg/L)
10
20
30
40
50
60
Volume de
solution mère (ml)
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Volume d’eau
distillée(ml)
49.5
90
48.5
48
47.5
47
Volume total
50ml
50ml
50ml
50ml
50ml
50ml