Than hoạt tính | Khái niệm hoá học

1. Than hoạt tính?

Than hoạt tính là một dạng của carbon được xử lý để có những lỗ rỗng bé thể tích nhỏ để tăng diện tích bề mặt cho dễ hấp phụ hoặc tăng cường phản ứng hóa học. Do mức độ vi mao quản cao, chỉ một gam than hoạt tính có diện tích bề mặt vượt quá 800 - 1000 m², được xác định bởi phương pháp hấp phụ khí. Một mức độ hoạt hóa đủ cho ứng dụng có ích có thể đạt được duy nhất từ diện tích bề mặt cao, hơn nữa, sự xử lý hóa học thường làm tăng tính chất hấp phụ. Than hoạt tính thường thu từ than củi và thỉnh thoảng là than sinh học. Những loại thu được từ than đá hay cốc thì được gọi là than đá hoạt tính hoặc cốc hoạt tính.

Về mặt hóa học gồm chủ yếu là nguyên tố carbon ở dạng vô định hình (bột), một phần nữa có dạng tinh thể vụn grafit. Ngoài carbon thì phần còn lại thường là tàn tro, mà chủ yếu là các kim loại kiềm và vụn cát). Than hoạt tính có diện tích bề mặt ngoài rất lớn nên được ứng dụng như một chất lý tưởng để lọc hút nhiều loại hóa chất.

2. Ứng dụng

Than hoạt tính được sử dụng trong tinh chế khí, thức uống không chứa caffein, tinh chế quặng vàng, chiết kim loại, làm tinh khiết nước, y tế, xử lý chất thải, lọc không khí trong mặt nạ phòng độc và khẩu trang.

a. Ứng dụng công nghiệp

Một ứng dụng công nghiệp chính là xử lý kim loại cuối. Nó được sử dụng rộng rãi trong tinh chế dung dịch mạ điện. Ví dụ, nó là kỹ thuật tinh chế chính trong việc loại bỏ những tạp chất hữu cơ từ dung dịch mạ kền sáng. Nhiều chất hữu cơ đựoc thêm vào dung dịch mạ để cải thiện tính bám dính và tăng tính chất như độ sáng, nhẵn, tính uốn v.v... Sự truyền dòng điện trực tiếp và phản ứng điện hóa của oxi hóa anot và khử catot, những phụ gia hữu cơ sinh ra những sản phẩm phân hủy không mong muốn trong dung dịch. Sự sinh ra quá nhiều của chúng có thể có hại cho chất lượng mạ và tính chất vật lý của kim loại. Sự xử lý bằng than hoạt tính loại bỏ những tạp chất như vậy và trả lại hiệu suất mạ về mức độ mong muốn.

b. Ứng dụng y tế

Than hoạt tính được sử dụng để xử lý chất độc và sự dùng quá liệu qua đường miệng. Những viên hoặc nang than hoạt tính được sử dụng ở nhiều nước như một thuốc không cần kê toa bác sĩ để xử lý bệnh tiêu chảy, chứng khó tiêu và đầy hơi.

Tuy nhiên, nó không hiệu quả cho nhiều sự ngộ độc của acid hoặc kiềm mạnh, xianua, sắt, liti, arsen, methanol, ethanol hay ethylene glycol.

Ứng dụng gián tiếp (ví dụ cho vào phổi) dẫn đến sặc hệ hô hấp, có thể gây chết người nếu không đựoc xử lý y tế ngay lập tức.

c. Ứng dụng hóa phân tích

Than hoạt tính, hỗn hợp 50/50 khối lượng diatomit và than hoạt tính đựoc sử dụng như pha tĩnh trong sắc khí áp suất thấp cho carbohydrate sử dụng dung dịch rượu (5-50%) như pha động trong đinh chuẩn chuẩn bị và phân tích.

d. Ứng dụng môi trường

Sự hấp phụ cacbon có nhiều ứng dụng trong loại bỏ chất gây ô nhiễm từ không khí hay nước như:

- Làm sạch dầu tràn

- Lọc nước ngầm

- Lọc nước uống

- Làm sạch không khí

- Giữ tạp chất hữu cơ không bay hơi từ màu vẽ, lọc khô, bay hơi xăng và những quá trình khác.

- Than hoạt tính cũng được dùng để đo nồng độ Radon trong không khí.

e. Các ứng dụng khác

-  Trong y tế (Carbo medicinalis – than dược):  để tẩy trùng và các độc tố sau khi bị ngộ độc thức ăn...

- Trong kỹ thuật, than hoạt tính là một thành phần lọc khí (trong đầu lọc thuốc lá, miếng hoạt tính trong khẩu trang); tấm khử mùi trong tủ lạnh và máy điều hòa nhiệt độ...

- Trong xử lý nước (hoặc lọc nước trong gia đình): để tẩy các chất bẩn vi lượng, diệt khuẩn và khử mùi....v.v.v.

- Tác dụng tốt trong phòng tránh tác hại của tia đất.