Résultats et discussions
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ϩ.6 - Etude thermodynamique de l’adsorption
Les changements de réactions pouvant se produire au cours du processus d’adsorption
peuvent être estimés par l’étude thermodynamique du système. Les paramètres
thermodynamiques ont été déterminés pour pouvoir qualifier le phénomène de biosorption du
Pb
2+
, Cu
2
, Ni
2+
, Zn
2+
et Cd
2+ sur les fibres de posidonie. Ainsi, l’énergie libre de Gibbs ; ǼG°
(kJ/mol) a été déterminée par l’équation (6) avec K d (coefficient de distribution) calculé à
partir de l’équation (8), l’enthalpie d’adsorption ; ǼH° (kJ/mol) et l’entropie d’adsorption ;
ǼS° (J/mol/K) on été calculées à partir de l’équation (7). Les résultats de calcul sont
représentés dans le Tab 12 en Annexe 4-5.
Les paramètres thermodynamiques déterminés dans ce cas correspondent aux paramètres
standards de la thermodynamique et non pas aux totaux.
A - Etude de l’enthalpie libre
L’enthalpie libre est un paramètre essentiel du deuxième principe de la thermodynamique.
Selon sa variation, il permet dans le cadre de notre étude, de qualifier la spontanéité de la
réaction d’adsorption étudiée. En effet il indique une adsorption spontanée lorsqu’il est
négatif (ΔG° < 0), et non spontanée lorsqu’il est positif (ΔG° > 0).
La corrélation entre la concentration initiale C 0 (mg/l) et l’enthalpie libre ΔG° (KJ/mol)
relative à l’adsorption du Pb
2+
, Cu
2
, Ni
2+
, Zn
2+
et Cd
2+
sur les fibres de Posidonie est
représentée dans la Figure 18.
Figure 18: Variation de l’enthalpie libre ΔG° (KJ/mol) en fonction de la concentration initiale
en ions métalliques C 0 (mg/l).
20°C
30°C
40°C ; Noire : Pb, Orange : Cu, Bleu : Ni, Vert : Zn et Rouge : Cd
La représentation graphique des résultats obtenus indique que les métaux les plus adsorbés
sur les fibres présentent les plus faibles valeurs d'enthalpie libre, ceci peut être expliqué par
les interactions spécifiques entre ces métaux et la biomasse. En effet, la réaction est beaucoup
plus spontanée aux faibles ΔG°.
De plus, l’enthalpie libre ΔG° (K.J/mol) augmente avec l’augmentation de la concentration
initiale en ions métalliques C 0 (mg/l). Cette proportionnalité est nettement démontrée dans la
figure 18.
-8000
-6000
-4000
-2000
0
2000
4000
0
100
200
300
C0
(mg/l)
ΔG° (K.J/mol)
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ϩ.6 - Etude thermodynamique de l’adsorption
Les changements de réactions pouvant se produire au cours du processus d’adsorption
peuvent être estimés par l’étude thermodynamique du système. Les paramètres
thermodynamiques ont été déterminés pour pouvoir qualifier le phénomène de biosorption du
Pb
2+
, Cu
2
, Ni
2+
, Zn
2+
et Cd
2+ sur les fibres de posidonie. Ainsi, l’énergie libre de Gibbs ; ǼG°
(kJ/mol) a été déterminée par l’équation (6) avec K d (coefficient de distribution) calculé à
partir de l’équation (8), l’enthalpie d’adsorption ; ǼH° (kJ/mol) et l’entropie d’adsorption ;
ǼS° (J/mol/K) on été calculées à partir de l’équation (7). Les résultats de calcul sont
représentés dans le Tab 12 en Annexe 4-5.
Les paramètres thermodynamiques déterminés dans ce cas correspondent aux paramètres
standards de la thermodynamique et non pas aux totaux.
A - Etude de l’enthalpie libre
L’enthalpie libre est un paramètre essentiel du deuxième principe de la thermodynamique.
Selon sa variation, il permet dans le cadre de notre étude, de qualifier la spontanéité de la
réaction d’adsorption étudiée. En effet il indique une adsorption spontanée lorsqu’il est
négatif (ΔG° < 0), et non spontanée lorsqu’il est positif (ΔG° > 0).
La corrélation entre la concentration initiale C 0 (mg/l) et l’enthalpie libre ΔG° (KJ/mol)
relative à l’adsorption du Pb
2+
, Cu
2
, Ni
2+
, Zn
2+
et Cd
2+
sur les fibres de Posidonie est
représentée dans la Figure 18.
Figure 18: Variation de l’enthalpie libre ΔG° (KJ/mol) en fonction de la concentration initiale
en ions métalliques C 0 (mg/l).
20°C
30°C
40°C ; Noire : Pb, Orange : Cu, Bleu : Ni, Vert : Zn et Rouge : Cd
La représentation graphique des résultats obtenus indique que les métaux les plus adsorbés
sur les fibres présentent les plus faibles valeurs d'enthalpie libre, ceci peut être expliqué par
les interactions spécifiques entre ces métaux et la biomasse. En effet, la réaction est beaucoup
plus spontanée aux faibles ΔG°.
De plus, l’enthalpie libre ΔG° (K.J/mol) augmente avec l’augmentation de la concentration
initiale en ions métalliques C 0 (mg/l). Cette proportionnalité est nettement démontrée dans la
figure 18.
-8000
-6000
-4000
-2000
0
2000
4000
0
100
200
300
C0
(mg/l)
ΔG° (K.J/mol)