TỪ NHÔM PHẾ LIỆU ĐIỀU CHẾ PHÈN CHUA VÀ TỪ PHÈN CHUA PHA CHẾ MỘT SỐ DƯỢC PHẨM DÙNG NGOÀI DA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA KHOA HỌC
BỘ MÔN HÓA HỌC
------oOo------
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
TỪ NHÔM PHẾ LIỆU ĐIỀU CHẾ
PHÈN CHUA VÀ TỪ PHÈN CHUA
PHA CHẾ MỘT SỐ DƯỢC PHẨM
DÙNG NGOÀI DA
Giáo viên hướng dẫn
:

Sinh viên thực hiện:

Ths. Võ H
ồng Thái Nguyễn Thị Hải Yến
MSSV: 2033487

L
ớp: Cử Nhân Hóa K29
CẦN THƠ - 06/2007
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
i
LỜI CẢM ƠN
Để em có thể hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình trong bốn năm học và trong việc
thực hiện đề tài tốt nghiệp của mình. Em xin chân thành cảm ơn:
- Thầy Võ Hồng Thái đã hướng dẫn đề tài luận văn.
- Các Thầy, Cô trong phòng thí nghiệm đã tạo điều kiện cho em hoàn thành
t
ốt bài luận văn của mình.
- Và t

ất cả các Thầy, Cô khác đã giúp đỡ em trong suốt quá trình học.
- Cuối cùng em cũng xin cám ơn gia đình và bạn bè đã động viên em trong
su
ốt quá trình học tập vừa qua.
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
ii
LỜI NÓI ĐẦU
Gần đây chúng ta ngày càng hiểu rõ hơn vai trò của các tiến bộ khoa học
kỹ thuật trong mọi lãnh vực. Chúng tác động trực tiếp lên đời sống hàng ngày
c
ủa con người và ngày càng trở nên mạnh mẽ hơn, bởi nhiều tri thức thuộc các
lĩnh vực khoa học khác nhau đã được áp dụng nhằm mục đích cải thiện đời sống
và nâng cao sức khỏe của con người. Nhiều thành tựu của hóa học cũng đã liên
t
ục xuất hiện trong những năm gần đây. Chính những thành tựu này nó đã thể
hiện sự tận tụy lao động sáng tạo của các nhà hóa học lỗi lạc trên nhiều lĩnh vực
như nguyên, nhiên liệu cho hỏa tiễn, từ việc điều chế thuốc kháng sinh, thuốc
dùng trong nông nghiệp như thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, kí sinh trùng đã có
nhi
ều thành công đến việc sản xuất quần áo, tơ sợi tổng hợp, nhựa hóa học với
nhiều tính chất rất khác nhau cũng xuất hiện ngày càng nhiều. Sự phát triển của
công nghiệp chất dẻo và luyện kim đã tác động rất lớn đến lĩnh vực chế biến và
bao bì th
ực phẩm, cũng như việc xây nhà, sản xuất ô tô, và chế tạo vật dụng gia
đ
ình…Ở mọi nơi hóa học đều có vai trò hết sức quan trọng nên các nhà hóa học
đ
ã không ngừng cố gắng để đạt được nhiều thành tựu hơn nữa.
Không có ngành công nghiệp nào phát triển nhanh như ngành công nghiệp
sản xuất dược phẩm. Chính hóa học đã trao cho y dược những loại thuốc rất công

hiệu, nó đã tích cực tham gia vào công cuộc đấu tranh chống bệnh tật. Bên cạnh
những tiến bộ vượt bậc ấy, ta cũng không thể quên có một loại sản phẩm khá
quen thuộc có vai trò quan trọng đời sống của con người, cũng như trong lĩnh
vực y dược cách đây khá lâu, đó là Phèn chua.
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
iii
TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI
Để có thể tận dụng được nguồn phế liệu từ Nhôm và giới thiệu lại một số vị
thuốc quen thuộc, đơn giản và rẻ tiền từ Phèn chua. Nên em đã thực hiện đề tài
này v
ới nội dung chính là :
- Gi
ới thiệu tổng quát một số loại Phèn và tính chất của Phèn chua.
- M
ột số ứng dụng của Phèn, trong đó có ứng dụng làm trong nước và
làm dược phẩm là hai ứng dụng chinh mà em quan tâm.
- M
ột số phương pháp điều chế Phèn chua từ các nguyên liệu khác nhau.
- Thực nghiệm kiểm tra một số tính chất của Phèn chua.
- Ti
ến hành pha chế một số dược phẩm từ Phèn chua.
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
iv
MỤC LỤC

Trang
PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT…………………………………………….. 1
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHÈN CHUA…………………… 1
1. Khái quát về Phèn………………………………………………….. 1
2. M

ột số loại Phèn phổ biến………………………………………….. 1
2.1. Phèn Natri…………………………………………………………1
2.2. Phèn Nhôm……………………………………………………… 2
2.3. Phèn Aminonium………………………………………………… 2
2.4. Phèn Kali………………………………………………………… 2
3. Một số tính chất của Phèn chua…………………………………… 3
CHƯƠNG 2: MỘT SỐ ƯU ĐIỂM CỦA PHÈN CHUA…………………… 5
1. Trong công nghiệp…………………………………………………. 5
1.1. Trong công nghiệp làm giấy……………………………………... 5
1.2. Trong công nghi
ệp nhuộm vải…………………………………… 7
2. Trong đời sống sinh hoạt hằng ngày của người dân………………7
2.1. Giới thiệu chung về nguồn tài nguyên nước……………………... 7
2.2. Các cách x
ử lý nước………………………………………………10
2.2.1. Gi
ới thiệu chung…………………………………………………..10
2.2.2. M
ột số quá trình xử lý nước………………………………………11
3. Trong lĩnh vực y dược và sức khỏe………………………………. 29
3.1. Làm thuôc khử mùi…………………………………………………. 29
3.2. Tr
ị lang ben…………………………………………………………. 37
3.3. Tr
ị bệnh nước ăn kẽ tay, kẽ chân…………………………………….38
3.4. Trị nấm mốc…………………………………………………………38
3.5. Làm thu
ốc sát trùng vết thương……………………………………...39
3.6. Làm thu
ốc dùng ngoài, se da, và niêm mạc……………………… 40

3.7. Ch
ữa các bệnh về tai……………………………………………... 41
3.8. Ch
ữa các bệnh về răng…………………………………………… 41
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
v
3.9. Làm thuốc cầm máu và đánh mắt hột……………………………. 42
3.10. M
ột số bệnh khác có sử dụng phèn chua để trị………………… 43
CHƯƠNG 3: QUI TRÌNH SẢN XUẤT PHÈN CHUA………………… 45
1. Trong phòng thí nghiệm…………………………………………… 45
2. Trong công nghi
ệp…………………………………………………. 46
2.1. Từ quặng Bauxite………………………………………………….47
2.2. Từ đất sét và mỏ Alunit (Alunite)………………………………... 47
PH
ẦN II: THỰC NGHIỆM………………………………………………… 49
CHƯƠNG 1: SẢN XUẤT PHÈN CHUA………………………………… 49
1. Phương tiện………………………………………………………… 49
1.1. Dụng cụ…………………………………………………………... 49
1.2. Hóa ch
ất………………………………………………………….. 49
2. Tiến hành diều chế Phèn chua……………………………………...49
2.1. Pha chế hóa chất…………………………………………………..49
2.1.1. Pha 100ml dung dịch H
2
SO
4
9M từ H
2

SO
4
98%............................49
2.1.2. Pha 100ml dung d
ịch KOH 1M từ KOH khan……………………50
2.2. Ti
ến hành thí nghiệm điều chế Phèn chua…………...…………... 51
2.2.1. S
ản xuất Phèn chua từ bột Nhôm…………...…………………….51
2.2.2. S
ản xuất Phèn chua từ vỏ lon bia, lon nước ngọt…………………55
2.2.3. S
ản xuất Phèn chua từ Nhôm vụn………………………………...57
2.2.4. Sản phẩm Phèn chua trên thị trường……………………………...58
2.3. Thử nghiệm một số tính chất của Phèn chua…………………... 59
CHƯƠNG 2: TỪ PHÈN NHÔM ĐIỀU CHẾ MỘT SỐ DƯỢC
PHẨM DÙNG NGOÀI DA……………………………………………... 61
1.
Điều chế một số bài thuôc khử mùi từ Phèn chua……….…….…. 61
2.
Điều chế bài thuốc trị bệnh lang ben từ Phèn chua…………….……..61
3. Tr
ị nấm mốc………………………………………………….……….62
4. Làm thuốc sát trùng vết thương………………………………………62
5. Làm thu
ốc dùng ngoài, se da và niêm mạc…………………………...63
6. Chữa đau nhức răng……………………………………………......…63
PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ………………………….….…...64
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………...65
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da

vi
BẢNG PHỤ LỤC
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1. Độ tan của một số loại Phèn trong 100 phần nước ………………...…3
Bảng 2. Hiệu suất của quá trình điều chế Phèn chua từ bột Nhôm ………….54
Bảng 3. Nhiệt độ nóng chảy của các sản phẩm Phèn chua
thu được từ bột Nhôm .......................................................................54
B
ảng 4. Nhiệt độ sôi của các sản phẩm Phèn chua
thu được từ bột Nhôm ……...........................................................….54
Bảng 5. Hiệu suất của quá trình điều chế Phèn chua
t
ừ lon bia, lon nước ngọt ...............................................................….56
Bảng 6. Nhiệt độ nóng chảy của các sản phẩm Phèn chua
thu được từ lon bia, lon nước ngọt …………………..……………...56
Bảng 7. Nhiệt độ sôi của các sản phẩm Phèn chua
thu được từ lon bia, lon nước ngọt …………….............……………56
Bảng 8. pH của các sản phẩm Phèn chua
thu được từ lon bia, lon nước ngọt …….............................................56
Bảng 9. Hiệu suất của quá trình điều chế Phèn chua từ Nhôm vụn ……….…58
Bảng 10. Nhiệt độ nóng chảy của các sản phẩm Phèn chua
thu được từ Nhôm vụn .......................................................................58
Bảng 11. Nhiệt độ sôi của các sản phẩm Phèn chua
thu được từ Nhôm vụn …............................................................…..58
Bảng 12. pH của các sản phẩm Phèn chua
thu được từ Nhôm vụn ………...............................................………58
Bảng 13. Nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm Phèn chua
bán
ở thị trường ………….........................................................……58
Bảng 14. Nhiệt độ sôi của sản phẩm Phèn chua bán ở thị trường ……...…....59

Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
vii
DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1. Mối liên kết giữa Rosin và Cellulose………………………………... 6
Hình 2. M
ối liên kết giữa acid beta keto và Cellulose ………………………...7
Hình 3. B
ể điều lưu………………………………………………………...... 14
Hình 4. Bể trung hòa nước thải có tính acid ……………………………...….15
Hình 5. Tạo bông cặn …………………………………………………......…16
Hình 6. B
ể tuyển nổi kết hợp với cô đặc bùn ………………………..…..…..17
Hình 7. Cho th
ấy hiệu ứng Tymdall….....………………………………....…25
Hình 8. Các hạt silica gel và các túi hút ẩm chứa silicagel………………..... 29
Hình 9. Minh họa khi gặp người có mùi hôi nách……………………....…..29
Hình 10. M
ột khối khoáng Talc...........................................…………….….. 32
Hình 11. Bệnh lang ben ở sau lưng của một người...........................................37
Hình 12. Minh họa bệnh chàm..........................................................................40
Hình 13. Men r
ăng bị hủy hoại.........................................................................42
Hình 14. Vỏ lon bia, lon nước ngọt bằng nhôm................................................55
Hình 15. Tinh th
ể phèn chua ............................................................................60
Hình 16. N
ước trước và sau khi xử lý với phèn ...............................................60
Hình 17. Phèn phi............................................................................................. 61
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
1

Phần I
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHÈN CHUA
1. Khái quát về phèn:
[3],[5]
Phèn là loại hợp chất có cấu tạo tinh thể thường là tám mặt đều (bát diện
đều), có m
àu hoặc không màu. Có công thức chung là:
M
I
2
SO
4
.M
III
2
(SO
4
)
3
.24H
2
O
Ho
ặc: M
I
M
III
(SO

4
)
2
.12H
2
O
Trong đó:
M
I
: là ion kim loại của kim loại kiềm hoặc NH
4
+
M
III
: là ion kim loại của kim loại hóa trị 3 như: Al, Cr, Fe, Mn, Co, Ti…
Hầu hết các loại phèn dễ tan trong nước nhưng lại khó tan trong cồn.
2. Một số loại phèn phổ biến:
[25]
-
Phèn Natri
- Phèn Crom
- Phèn Ammonium
- Phèn Kali
Ngoài ra còn có:
- Phèn gi
ả: M
II
Al
2
(SO

4
)
4
.24H
2
O
Trong đó: M
II
là ion kim loại của kim loại hóa trị 2 như: Fe
2+
, Zn
2+
, Cu
2+
.
Phèn đen: là hỗn hợp của nhôm Sulfat và than hoạt tính để xử lý nước.
2.1. Phèn Natri
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
2
- Công thức phân tử : Na
2
SO
4
.Al
2
(SO
4
)
3
.24H

2
O
-
Ở dạng tinh thể thăng hoa, tan trong nước
- Trong tự nhiên nó được tìm thấy trong khoáng vật Mendozite. Phèn
natri hòa tan r
ất tốt trong nước nhưng lại khó để có thể điều chế được nó một
cách tinh khiết.
- Trong 100 phần khối lượng nước có thể hòa tan 110 phần khối lượng
phèn natri ở 0
o
C và khi ở 16
o
C có thể hòa tan 51 phần khối lượng phèn.
- S
ử dụng trong nhuộm làm chất rắn màu.
2.2. Phèn Crom
- Công thức phân tử: K
2
SO
4
.Cr
2
(SO
4
)
3
.12H
2
O

- Nó xu
ất hiện trong Alizarin.
- Dưới 60
o
C nó tan trong nước tạo thành dung dịch màu đỏ tía,
nhưng nếu tr
ên 60
o
C nó cho dung dịch màu xanh lá cây.
2.3. Phèn Ammonium
- Công thức phân tử: NH
4
Al(SO
4
)
2
.12H
2
O
- Nó t
ồn tại ở dạng tinh thể màu trắng, với 2 nhóm Sulfat.
- Nó được sử dụng trong chế phẩm của Al
2
O
3
, trong y học và để làm
trong nước, làm keo thực vật, và cũng là một chất khử mùi. Tuy nhiên hợp chất
quan trọng hơn vẫn là phèn Kali.
2.4. Phèn Kali
: còn được gọi là Phèn chua, Phèn nhôm…

-
Thu được từ Alunit (Alunite) tự nhiên (Phèn đá)
- Nó thường tồn tại ở dạng tinh thể màu trắng hoặc dạng bột trắng,
khi hòa tan trong nước tạo thành dung dịch không màu.
- Phèn là m
ột hợp chất ion, với hai cation khác nhau là K
+
và Al
3+
,
còn anion là các g
ốc Sulfat.
- Công thức phân tử: K
2
SO
4
.Al
2
(SO
4
)
3
.24H
2
O

Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
3
Độ tan của một số Phèn thông dụng
Khả năng hòa tan của các loại phèn trong nước là rất khác nhau. Ví dụ như:

phèn natri rất dễ tan trong nước nhưng trong khi đó phèn cesium (Cs) và phèn
rubidium (Rb) lại chỉ hòa tan một ít. Sự khác nhau đó được chỉ ra trong bảng
sau.
Bảng 1: Độ tan của một số loại Phèn trong 100 phần nước (khối lượng)
Nhiệt độ(
o
C) PhènAmmonium Phèn Cesium Phèn Kali Phèn Rubidium
0 2,62 0,19 3,90 0,71
10 4,50 0,29 9,52 1,09
50 15,9 1,235 44,11 4,98
80 35,20 5,29 134,47 21,60
100 70,83 357,48
3. Một số tính chất của Phèn chua:
[9], [10], [11], [12]

- Đúng theo tên gọi của nó, phèn chua là hợp chất không độc, có vị chát và
ch
ua, làm se lưỡi.
- Ít tan trong nước lạnh nhưng lại tan rất nhiều trong nước nóng nên phèn
r
ất dễ tinh chế bằng cách cho kết tinh lại trong nước. Khi tan vào nước, nó thu
nhiệt.
- Khối lượng phân tử: 474,37 đvC (u, amu)
- Nhiệt độ nóng chảy: 92- 93
o
C
- Nhi
ệt độ sôi: 200
o
C

- Phèn chua có m
ột đặc điểm là khi đốt nóng tới 92
o
C thì chảy trong nước
kết tinh, để nguội sẽ đông đặc thành một khối vô định hình và trong suốt. Đốt
nóng tới 100
o
C thì mất 5 phân tử nước kết tinh, tới 120
o
C mất thêm 4 phân tử
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
4
nước kết tinh nữa, rồi tới 200
o
C thì chuyển thành muối hoàn toàn khan, phồng
lên như một cái nấm trắng v
à xốp. Đó là phèn phi.
- Kh
ối lượng riêng: 1,757g/ml
- Khi hòa tan vào n
ước tạo môi trường acid có pH khoảng 3-3,5 (đối với
dung dịch 10%).
- Điểm bốc cháy: không dễ bốc cháy.
- Tính ổn định: ổn định ở điều kiện bình thường.
- Không tan trong Cồn tuyệt đối (C
2
H
5
OH tinh khiết). Khi hòa tan vào
nước, một phần cho phản ứng thủy phân tạo kết tủa keo Al(OH)

3
. Chính kết tủa
này giúp cho phèn có nhiều ứng dụng trong thực tế.
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
5
Chương 2
MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA PHÈN CHUA
Phèn chua là một loại hóa chất khá quen thuộc với đời sống của người
dân, nhất là đối với những người dân ở Đồng bằng sông Cửu Long, là nơi mà
người dân thường lấy nước sông rồi dùng phèn chua để làm trong nước m
à dùng
trong n
ấu nướng. Phèn chua có khá nhiều ứng dụng quan trọng trong thực tế với
nhiều lĩnh vực khác nhau. Từ sản xuất trong công nghiệp như công nghiệp làm
gi
ấy, thuốc nhuộm, thuộc da, nhuộm vải, làm sơn…cho đến sinh hoạt hàng ngày
làm trong nước đục và cả trong lĩnh vực y dược…Những công dụng này đều
xuất phát từ chỗ muối nhôm thủy phân khá mạnh trong nước tạo thành nhôm
hidroxid và t
ừ đặc tính se da của nó.
1. Trong công nghiệp:
[26]
Phèn chua là một loại hóa chất được dùng từ rất lâu trong công nghiệp làm
gi
ấy, làm chất cắn màu nhuộm vải, làm sơn…
1.1. Trong công nghiệp làm giấy
Từ thế kỉ 19, phèn chua đã trở thành một thành phần quan trọng đối với chất
lượng của giấy. V
ì phèn chua có tác dụng gắn chặt các phân tử cellulose nên
giúp cho gi

ấy dai, chắc và bền hơn, giấy sẽ lâu bị mục rã và sẽ không làm nhòe
m
ực khi viết.
Cách sử dụng Phèn chua trong sản xuất giấy
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
6
 Cách 1: Trong quá trình sản xuất, giấy được nhúng vào trong thùng chứa
dung dịch phèn (khoảng 27%), sau đó giấy được làm khô, rồi nén ép và cắt theo
kích thước cần sử dụng.
 Cách 2: Phèn được cho vào bột giấy cùng với muối ăn. Nhôm clorua (Clorur
nhôm, AlCl
3
) được tạo ra do phản ứng trao đổi, bị thủy phân mạnh hơn tạo nên
các hidroxid, các hidroxid này s
ẽ kết dính những sợi cellulose với nhau làm cho
gi
ấy không bị nhòe mực khi viết.
Nhờ dung dịch phèn mà trong quá trình bảo quản giấy lâu bị mục rã hơn.
Ngoài ra nó còn ảnh hưởng đến độ sáng của giấy, vì vậy phèn dùng cho công
nghi
ệp làm giấy phải tinh khiết.
Cơ chế hoạt động của phèn chua trong việc làm giấy
Các sự liên kết đều thông qua cầu nối của nhôm hidroxid.
Ví dụ 1: Liên kết giữa rosin (Colophan, một loại nhựa thông) và các sợi
cellulose trong giấy.

Hình 1: Mối liên kết giữa rosin và cellulose nhờ phèn chua (qua cầu
Al(OH)
3
)

Ví dụ 2: Liên kết giữa Acid beta – keto với cellulose. Trong quá trình tạo liên
k
ết Alkyl ketene dimmer. Nhôm tạo phức trong Acid beta- keto, sau đó nó sẽ
kết dính với cellulose theo hình.
Hình 2: Mối liên kết giữa Acid beta keto và cellulose
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
7
Theo một sự tính toán trước đây, chỉ cần khoảng 5 pound (cân Anh, 1 pound
= 450g) được th
êm vào thì có thể sản xuất được một tấn giấy.
1.2. Trong công nghiệp nhuộm vải
Khi nhuộm vải, các hidroxid đó được sợi vải hấp phụ và giữ chặt trên sợi
sẽ kết hợp với phẩm nhuộm tạo thành màu bền, nên có tác dụng là chất cắn màu.
Nó có tác d
ụng giúp cho vải lâu bị bạc màu.
2. Trong đời sống sinh hoạt hàng ngày của người dân
Ngày nay, cùng với việc dân số đang trong giai đoạn tăng nhanh thì nhu
c
ầu sử dụng nước trong sinh hoạt và trong sản xuất của con người cũng ngày
càng b
ức thiết hơn. Trong khi đó thì nguồn nước của ta cũng ngày càng trở nên
khan hi
ếm hơn.
2.1. Giới thiệu chung về nguồn tài nguyên nước
a/ Các nguồn nước trong tự nhiên: sông, hồ, biển, nước trên bề mặt, nguồn
nước ngầm…
- Trên trái đất có những lượng nước khổng lồ. Khả năng con người sử
dụng nước đó vào một mục đích nhất định có thể bị hạn chế bởi hai lý do chính
sau:
-

Nước được phân bố trên trái đất không đều nên có nơi lượng nước thừa
dùng và có nơi lại thiếu.
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
8
- Chất lượng nước phụ thuộc lượng và bản chất các chất tan hoặc lơ lững
trong nước n
ên có thể không thỏa mãn được mục đích sử dụng nào đó.
b/ Thành phần chung của nước thiên nhiên chủ yếu nhất bao gồm:
- Các ion : Na
+
, K
+
, Ca
2+
, Mg
2+
, H
+
, Cl
-
, SO
4
2-
, HCO
3
-
….
- Các khí hòa tan: O
2
, CO

2
, H
2
S….
- Các thành ph
ần vi lượng khác: Br
-
, I
-
, F
-
, HPO
4
2-
, H
2
PO
4
-
, SiO
3
2-
, HS
-
,
HSiO
3
-
, CH
4

, N
2
….
- Các h
ợp chất hữu cơ:
+ Loại 1: Là các chất đã cấu tạo nên cơ thể các sinh vật sống trong
nước như: động vật, thực vật sống trong nước.
+ Loại 2: Do sinh vật thải ra trong quá trình sống của chúng hoặc
trong quá trình phân giải các chất hữu cơ từ cơ thể các sinh vật sau khi chết.
* Thành phần của các chất hữu cơ:
- Thành phần chính: C, H,O.
- Thành phần phụ: N, P, S, K, Ca, Fe, Na…
- Các chất lơ lững trong nước: thường là các hạt bùn, cát, phù sa,…
c/ Ảnh hưởng của hoạt động con người đến chất lượng nước
Ngày nay chất lượng nước chịu ảnh hưởng bởi các hoạt động của con người,
đồng thời nó cũng bị ảnh hưởng bởi các tạp chất trong thi
ên nhiên.
Ví d
ụ: Việc tưới ruộng thường làm tăng hàm lượng muối của nguồn nước vì
nước tưới đã mang theo muối, khi nó ngấm qua đất để trở về sông hồ.
* Những nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước do hoạt động của con người
- Nước cống thải ra
- Phân bón ( như các Phosphat và Nitrat)
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
9
- Các chất phế thải chứa các hợp chất kim loại nặng như Hg, Ag, Zn, Pb,…từ
các cơ sở công nghiệp
- Dầu thô và sản phẩm dầu mỏ tràn ra
* Công dụng của nước: Nước rất cần thiết cho đời sống của chúng ta.
- Trong dân dụng: Nước được dùng để ăn, uống, tắm, giặt, tưới, rửa và làm

c
ảnh (bể cá, vòi phun…).
- Trong công nghi
ệp: Nước làm chất phản ứng, chất tẩy rửa, chất làm sạch,
dung môi, chất tạo năng lượng (hơi nước, thác nước…). Nước biển còn là
ngu
ồn để khai thác muối NaCl, Mg, Br
2
. Từ NaCl điều chế được xút, khí clor
(Cl
2
), là các chất rất thông dụng trong công nghiệp.
- Trong nông nghiệp: Nước được dùng để sản xuất trong nông nghiệp như
tưới ti
êu, làm dung môi cho các thuốc trừ sâu, diệt cỏ…và để chăn nuôi gia súc
(cho ăn, uống, tắm, rửa).
- Trong việc nuôi trồng thủy hải sản: Nước là điều kiện đầu tiên cần để nuôi
trồng các thủy hải sản, cá và nhiều động thực vật sống ở sông, ngòi và đại
dương là nguồn cung cấp thực phẩm quan trọng v
à là nguồn lợi về kinh tế rất
lớn..
- Trong giải trí: Các hoạt động bơi lội, chèo thuyền, lướt ván, câu cá… đều
không thể thực hiện nếu không có nước.
Chính vì thế người ta thường phải xử lý nước để tăng chất lượng dù phải
tốn kém nhiều. Có nhiều cách để xử lý nước nhằm làm giảm nồng độ của một
số hoặc toàn bộ tạp chất nhưng cách này có thể rất đắt. Tuy nhiên trong nhiều
lĩnh vực ta không cần đến nước thật sạch.
Việc chọn cách xử lý nước phụ thuộc vào chất lượng nguồn nước và mục
đích sử dụng. Ví dụ, nước cần cho công nghiệp l
àm giấy, dệt vải, cho nông

nghiệp hay cho thủy sản, hoặc cho đời sống sinh hoạt mà nó có những yêu cầu
xử lý khác nhau. Riêng đối với nước dùng cho đời sống thì nước phải không có
thành phần độc hại, độ khoáng của nước phải thấp, tính chất vật lý của nước
phải tốt.
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
10
2.2. Các cách xử lý nước
2.2.1. Giới thiệu chung
- Cách xử lý nước truyền thống vẫn thường gặp ở các vùng nông thôn sâu là
người dân chỉ cần dùng phèn chua đánh vào nước được lấy lên từ các sông, hồ…
thì nước trở nên trong và có thể dùng cho các sinh hoạt hàng ngày như: nấu ăn,
tắm, giặt,…
Cơ chế làm trong nước của phèn chua: rất đơn giản.
Khi cho phèn chua (Al
2
(SO
4
)
3
.K
2
SO
4
.24H
2
O) hòa tan vào nước, thì nó
tách thành các mu
ối K
2
SO

4
và Al
2
(SO
4
)
3
. K
2
SO
4
là muối của acid mạnh (H
2
SO
4
)
và bazơ mạnh (KOH) nên không bị thủy phân. Còn muối Al
2
(SO
4
)
3
là muối của
bazơ yếu (Al(OH)
3
) và acid mạnh (H
2
SO
4
) nên nó bị thủy phân

Al
2
(SO
4
)
3
+ 6H
2
O 2Al(OH)
3
+ 3H
2
SO
4
Sự thủy trên không nhiều, nhưng thường trong nước tự nhiên có hiện diện
nhiều muối carbonat acid, nên H
+
tạo ra do sự thủy phân trên sẽ kết hợp với
HCO
3
-
tạo H
2
CO
3
ít điện ly, làm giảm nồng độ ion H
+
trong dung dịch, nên theo
nguyên lý d
ịch chuyển cân bằng Le Châterlier, sự thủy phân Al

2
(SO
3
)
3
sẽ nhiều
hơn (thiên về chiều tạo Al(OH)
3
).
3H
2
SO
4
+ 3Ca(HCO
3
)
2
3CaSO
4
+ 6H
2
CO
3
(6CO
2
+ 6H
2
O)
K
ết hợp hai phản ứng trên ta có:

Al
2
(SO
4
)
3
+ 3Ca(HCO
3
)
2
3CaSO
4
+ 2Al(OH)
3
+ 6CO
2
Keo Al(OH)
3
mang điện tích dương đông tụ dần, lắng xuống kéo theo các hạt
đất v
à các chất hữu cơ làm cho nước trong.
- Bên cạnh cách xử lý nước vô cùng đơn giản và quen thuộc theo truyền thống
của người dân thì do nguồn nước ngày càng bị ô nhiễm, vì vậy mà người ta cần
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
11
có những qui trình xử lý nước một cách kỷ lưỡng và khoa học hơn. Như thế
nguồn nước sau khi xử lý mới đảm bảo chất lượng tốt hơn.
Tuy nhiên, không vì thế mà vai trò của phèn chua bị lãng quên, trái lại nó
vẫn giữ một vai trò quan trọng trong các quá trình xử lý nước.
2.2.2. Một số qui trình xử lý nước

a/ Qui trình thứ nhất bao gồm
- Thông khí
- Lo
ại chất hữu cơ tan
- Dùng hóa chất thích hợp
- Loại huyền phù
- Kh
ử trùng
Tuy nhiên để thực hiện các quá trình trên sẽ khá phức tạp và tốn kém để cho ra
nguồn nước có chất lượng thật sự.
Nguyên tắc của quá trình lóng trong nước từ Phèn chua

Thông khí
Trong khâu này nước được phun lên không khí vì những lý do:
- Để nồng độ khí oxi trong nước tăng lên, tạo cho nước có cảm giác dễ chịu
khi uống.
- Để oxi hóa dihidrosulfur (H
2
S, gây mùi khó chịu) tạo thành sulfat. Đồng
thời để khí đó bay khỏi nước. Các khí khác và các chất dễ bay hơi khác có mùi
hoặc vị khó chịu cũng sẽ bị phát tán đi trong quá trình thông khí này.
- Mu
ối sắt tan sẽ tạo oxid không tan và sẽ được tách ra.


Loại (Khử) huyền phù
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
12
- Các hạt sét làm đục nước có thể rất bé và phải cần hàng tuần mới có thể
lắng xuống. Nguyên nhân chính là các hạt sét thường có bề mặt tích điện âm và

l
ực đẩy giữa các điện tích sẽ ngăn không cho các hạt đó tiến lại gần nhau thành
nh
ững hạt lớn nặng hơn có thể lắng xuống nhanh được.
Cách xử lý thông thường để loại huyền phù này là thêm phèn vào. Phản
ứng giữa các ion Al
3+
và nước (muối nhôm bị thủy phân) sẽ tạo kết tủa Al(OH)
3
lắng xuống.
Al
3+
(aq)
+ 3H
2
O
(l)
Al(OH)
3(r)
+ 3H
+
(aq)
- Trong nước sẽ có môi trường acid, và các ion hidro bị hút lên bề mặt kết
tủa làm cho các hạt kết tủa tích điện dương. Như vậy kết tủa sẽ hút các hạt sét về
phía mình khi nó kết tủa.
- Ngoài các hạt sét, những phân tử của một số chất có màu, các oxid sắt
kết tủa và cả một số vi khuẩn nữa cũng sẽ dính vào kết tủa nhôm hidroxid và
l
ắng xuống.
- Khi phần lớn kết tủa đã lắng ta lấy phần nước trong ở trên ra. Thông

thường thì 95% tạp chất lơ lửng đã bị loại. Phần còn lại sẽ bị khử tiếp khi cho
nước chảy qua những cột lọc chứa vật liệu dạng hạt như cát chẳng hạn. Nhiều
vi khuẩn có hại đều bị loại khỏi nước trong khi lọc.


Loại (Khử) hợp chất hữu cơ tan
Một số chất hữu cơ làm nước có màu, mùi hoặc vị đã không bị loại trong
quá trình kết tủa và lọc ở trên.
Trong m
ột số trường hợp ta có thể loại các chất này bằng cách cho nước
chảy qua một lớp than hoạt tính để tạp chất dính vào than.


Khử trùng
- Có thể cho khí clor (Cl
2
) sục vào nước để giết chết các vi khuẩn gây
bệnh. Hiệu lực của cách xử lý này do acid hipoclorous (axit Hipoclorơ, HClO)
được tạo ra trong phản ứng giữa clor với nước quyết định.
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
13
- Ngoài việc giết chết vi khuẩn, acid hipoclorous còn khống chế được sự
sinh trưởng của tảo trong các xí nghiệp xử lí nước v
à các thùng chứa nước.
- Trong những năm gần đây, các nhà hóa học đã nêu lên một số vấn đề về
khả năng tạo các hợp chất clor gây ung thư. Chẳng hạn như: Cloroform (CHCl
3
),
khi acid hipoclorous oxi hóa các h
ợp chất của hidrocacbon. Vì thế, có thể thay

thế acid hipoclorous để khử trùng bằng cách:
+ Thêm Ozon (O
3
)
+ Thêm Hidro peroxid (H
2
O
2
)
+ Chi
ếu tia tử ngoại


Thêm hóa chất
Những hóa chất thường được thêm vào nước trước khi phân phối cho người
tiêu dùng có thể là:
- M
ột baz (bazơ, base), chẳng hạn như Soda (xôđa, Na
2
CO
3
) nung hoặc vôi.
Vì trong quá trình xử lý nước thường đã được acid hóa nhẹ để tăng hiệu lực loại
huyền phù và khử trùng bằng Clor hóa. Vì vậy thêm một baz vào là để trung hòa
tính acid c
ủa nước.
- Các ion fluorur (Florua, Fluoride, F
-
). Nồng độ nhỏ của ion F
-

trong nước
uống giúp bảo vệ răng tốt. Người ta đưa F
-
vào nước với mức độ khoảng 1mg/L
bằng cách thêm acid fluorosilicic (axit Flosilic, H
2
SiF
6
) hoặc natri fluorosilicat
(Na
2
SiF
6
).
SiF
6
2-
(aq)
+ 4H
2
O
(l)
6F
-
(aq)
+ Si(OH)
4(aq)
+ 4H
+
(aq)

b/ Qui trình thứ hai xử lý nước thải
- Nước thải từ các hoạt động khác nhau của con người (sinh hoạt, công
nghiệp, nông nghiệp) không còn được thải thẳng ra môi trường mà phải qua xử
lý. Việc xử lý bao gồm một chuỗi các quá trình lý học, hóa học và sinh học. Các
quá trình này nhằm thúc đẩy việc xử lý, cải thiện chất lượng nước thải sau xử lý
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
14
để có thể sử dụng lại chúng hoặc thải ra môi trường với các ảnh hưởng tiêu cực
nhỏ nhất.
- Vi
ệc xử lý được tiến hành qua các công đoạn sau:

Điều lưu và trung hòa

Keo tụ, tạo bông cặn và kết tủa

Tuyển nổi

Xử lý sinh học hiếu khí

Lắng

Xử lý cấp ba (Lọc, hấp phụ, trao đổi ion)

Điều lưu
Hình 3. Bể điều lưu
- Điều lưu là quá trình giảm thiểu hoặc kiểm soát các biến động về đặc
tính của nước thải nhằm tạo điều kiện tối ưu cho các quá trình xử lý kế tiếp. Quá
trình điều lưu được tiến hành bằng cách trữ nước thải lại trong một bể lớn, sau
đó bơm định lượng chúng v

ào các bể xử lý kế tiếp.
*Quá trình điều lưu được sử dụng để:

Điều chỉnh sự biến thiên về lưu lượng của nước thải theo từng giờ trong
ngày.

Tránh sự biến động về hàm lượng chất hữu cơ, làm ảnh hưởng đến hoạt
động của vi khuẩn trong các bể xử lý sinh học.

Kiểm soát pH của nước thải để tạo điều kiện tối ưu cho các quá trình sinh
h
ọc, hóa học sau đó.
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
15
- Khả năng chứa của bể điều lưu cũng góp phần giảm thiểu các tác động đến
môi trường do lưu lượng thải được duy tr
ì ở một mức độ ổn định.
Bể điều lưu còn là nơi cố định các độc chất đối với quá trình xử lý sinh học làm
cho hi
ệu suất của quá trình này tốt hơn.

Trung hoà
Hình 4. Bể trung hòa nước thải có tính acid
Nước thải thường có pH không thích hợp cho các quá trình xử lý sinh học
hoặc thải ra môi trường, do đó nó cần phải được trung hòa. Có nhiều cách để
tiến hành quá trình trung hòa:

Trộn lẫn nước thải có pH acid và nước thải có pH bazơ. Bằng cách trộn
lẫn hai loại nước thải có pH khác nhau, chúng ta có thể đạt được mục
đích trung h

òa. Quá trình này đòi hỏi bể điều lưu đủ lớn để chứa nước
thải.

Trung hòa nước thải acid: người ta thường cho nước thải có pH acid chảy
qua một lớp đá vôi để trung hòa; Hoặc cho dung dịch nước vôi vào nước
thải, sau đó vôi được tách ra bằng quá trình lắng.

Trung hòa nước thải kiềm: bằng các acid mạnh (lưu ý đến tính kinh tế).
Khí CO
2
cũng có thể dùng để trung hòa nước thải kiềm. Sục CO
2
vào
nước thải, nó là một oxid acid nên sẽ trung hòa được nước thải có tính
bazơ.
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
16
Keo tụ và tạo bông cặn
Hình 5. Tạo bông cặn
- Hai quá trình hóa học này kết tụ các chất rắn lơ lửng và các hạt keo để tạo
nên những hạt có kích thước lớn hơn. Nước thải có chứa các hạt keo có mang
điện tích (thường là điện tích âm). Chính điện tích của nó ngăn cản không cho
nó va chạm và kết hợp lại với nhau làm cho dung dịch được giữ ở trạng thái ổn
định. Việc cho thêm vào nước thải một số hóa chất (ph
èn, FeCl
2
,...) làm cho
dung d
ịch mất tính ổn định và gia tăng sự kết hợp giữa các hạt để tạo thành
nh

ững bông cặn đủ lớn để có thể loại bỏ bằng quá trình lọc hay lắng cặn.
- Các chất keo tụ thường được sử dụng là muối sắt hay nhôm có hóa trị 3.
- Các chất tạo bông cặn thường được sử dụng là các chất hữu cơ cao phân tử
như polyacrilamid. Việc kết hợp sử dụng các chất hữu cơ cao phân tử với các
muối vô cơ cải thiện đáng kể khả năng tạo bông cặn.

Kết tủa
Kết tủa là phương pháp thông dụng nhất để loại bỏ các kim loại nặng ra
khỏi nước thải. Thường các kim loại nặng được kết tủa dưới dạng hidroxid
không tan. Do đó, để ho
àn thành quá trình này người ta thường cho thêm các
bazơ vào nước thải để cho nước thải đạt đến pH thích hợp mà các ion kim loại
Từ Phế Liệu Nhôm Điều Chế Phèn Chua Và Từ Phèn Chua Pha Chế Một Một Số Thuốc Dùng Ngoài Da
17
nặng cần phải loại bỏ có khả năng hòa tan thấp nhất (tạo môi trường kiềm, cung
cấp ion OH
-
để ion này kết hợp với ion kim loại nhằm tạo ra các hidroxid kim
loại không tan, được tách ra khỏi nước). Thường trước quá trình kết tủa, người
ta cần loại bỏ các chất ô nhiễm khác có khả năng làm cản trở quá trình kết tủa.
Quá trình kết tủa cũng được dùng để khử Phosphat (PO
4
3-
) trong nước thải.

Tuyển nỗi
Hình 6. Bể tuyển nỗi
Quá trình này dùng để loại bỏ các chất có khả năng nổi trên mặt nước thải
như dầu, mỡ, chất rắn lơ lửng. Trong bể tuyển nổi người ta c
òn kết hợp để cô

đặc v
à loại bỏ bùn.
Đầu tiên nước thải, hay một phần của nước thải được tạo áp suất với sự
hiện diện của một lượng không khí đủ lớn. Khi nước thải này được trả về áp suất
tự nhiên của khí quyển, nó sẽ tạo nên những bọt khí. Các hạt dầu, mỡ và các
ch
ất rắn lơ lửng sẽ kết dính với các bọt khí với nhau để nổi lên trên và bị một
thanh gạt tách chúng ra khỏi nước thải.

Lắng:
Quá trình lắng áp dụng dựa vào sự khác nhau về tỉ trọng của nước, chất rắn
lơ lửng v
à các chất ô nhiễm khác trong nước thải để loại chúng ra khỏi nước
thải. Đây là một phương pháp quan trọng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng.
Bể lắng thường có dạng chữ nhật hoặc hình tròn.