การแยกไอออนอาร์ซีนิกโดยการใช้เยื่อแผ่นเหลวที่พยุงด้วยเส้นใยกลวง

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาแยกไอออนของอาร์ซีนิก (III) และ อาร์ซีนิก (V) ออกจากสารละลายกรดซัลฟิวริกด้วยเยื่อแผ่นเหลวที่พยุงด้วยเส้นใยกลวงโดยใช้ Cyanex 923 เป็นสารสกัดที่ละลายในโทลูอีน และใช้โซเดียมไฮดรอกไซด์เป็นสารละลายนำกลับ ในการทดลองได้ศึกษาถึงผลของตัวแปรต่างๆ ได้แก่ ความเข้มข้นของกรดซัลฟิวริกในสารละลายป้อน ความเข้มข้นของสารสกัด Cyanex 923 และความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ในสารละลายนำกลับในการทดลองได้พบว่าสามารถสกัดแยกอาร์ซีนิก (V) ออกจากสารละลายได้ดีกว่าอาร์ซีนิก (III) และเมื่อเพิ่มความเข้มข้นของกรดซัลฟิวริกในสารละลายป้อน เปอร์เซ็นต์การสกัดและนำกลับจะสูงขึ้น เมื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารสกัด เปอร์เซ็นต์การสกัดและนำกลับจะสูงขึ้นเช่นกันจนถึงความเข้มข้นของ Cyanex 923 เท่ากับ 30% โดยปริมาตร เปอร์เซ็นต์การสกัดและนำกลับจะสูงที่สุดแต่เมื่อความเข้มข้นของ Cyanex 923 สูงกว่า 30% โดยปริมาตร เปอร์เซ็นต์การสกัดและนำกลับจะลดลงเพราะเยื่อแผ่นเหลวมีความหนืดสูงขึ้นมาก เมื่อเพิ่มความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ในสารละลายนำกลับ เปอร์เซ็นต์การสกัดและนำกลับจะลดลง พบว่าสารละลายนำกลับที่ดีที่สุดคือน้ำ ในการคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนมวลของทางด้านสารละลายป้อน (k[subscript i]) และภายในเยื่อแผ่นเหลว (k[subscript m]) นั้นใช้ทฤษฎีการถ่ายโอนมวล ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนมวลของสารละลายของน้ำ (k[subscript i]) และค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนมวลของสารละลายเยื่อแผ่นเหลว (k[subscript m]) ของอาร์ซีนิก (III) เท่ากับ 7.15x10[superscript -3] และ 1.61x10[superscript -2] เซนติเมตรต่อวินาที และของอาร์ซีนิก (V) เท่ากับ 7.28x10[superscript -3] และ 7.35x10[superscript -3] เซนติเมตรต่อวินาที สังเกตได้ว่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนมวลของเยื่อแผ่นเหลว มีค่าสูงกว่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนมวลของสารละลายของน้ำและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนมวลของสารละลายของน้ำ (k[subscript i]) ของอาร์ซีนิก (V) สูงกว่าของอาร์ซีนิก (III) ดังนั้น จากเหตุผลเหล่านี้ ทำให้กล่าวได้ว่าขั้นตอนควบคุมอัตราการถ่ายโอนมวล คือ การถ่ายโอนมวลของชั้นฟิล์มระหว่างสารละลายป้อนและสารละลายเยื่อแผ่นเหลว ซึ่งสอดคล้องกับผลการทดลองที่สามารถสกัดอาร์ซีนิก (V) ได้ดีกว่าอาร์ซีนิก (III)