www.monografias.com

Determinacin de la isoterma de adsorcin de un slido1. Resumen2. Introduccin3. Resultados experimentales4. Anlisis de Resultados5. Conclusiones6. Recomendaciones7. Apndice8. Referencias BibliogrficasPrctica N 4

ResumenEn la practica se busca medir la capacidad de adsorcin del carbn activo, para ello se lleva a cabo un procedimiento experimental basado en la preparacin de diferentes soluciones diluidas preparadas a diferentes concentraciones, dichas soluciones se unen con carbn activado, se somete a un proceso de filtrado y luego se titula con NaOH.

Introduccin La adsorcin es un proceso por el cual los tomos en la superficie de un slido, atraen y retienen molculas de otros compuestos. Estas fuerzas de atraccin son conocidas como Fuerzas de Van Der Waals.

Los experimentos sobre adsorcin, que con ms frecuencia se realizan, consisten en la medida de la relacin entre la cantidad de gas o lquido adsorbido, sobre una determinada cantidad de adsorbente. Estas medidas se realizaran a una temperatura constante y los resultados se representan grficamente en las llamadas Isotermas de Adsorcin. Lo que se mide experimentalmente es el volumen del lquido o gas adsorbido por una cantidad de adsorbente, o la variacin del peso que experimenta el adsorbente cuando ha estado en contacto con el adsorvato.

La practica #4 denominada Isotermas de Adsorcin tiene como objetivos (1) Estudiar la adsorcin sobre el carbn vegetal (activado), de un soluto en disolucin acuosa; (2) determinar la relacin existente de cido actico adsorbido por carbn activado y la concentracin de equilibrio del cido actico en la fase acuosa y (3) determinar el rea superficial del carbn vegetal (activado) aplicando las isotermas de Freundlich Langmuir y B.E.T. Para cumplir con estos objetivos se tendr en cuenta que el carbn activado posee la habilidad de atraer dbilmente a las sustancias polares sobre su superficie apolar; en este caso como el carbn activado posee una estructura de celdas hexagonales semejante a el grafito por lo que muestra un comportamiento apolar, atrayendo dbilmente alas sustancias polares y fuertemente a las sustancias no polares. Este comportamiento lo hace ideal para extraer solutos del agua ya que prcticamente no interacta con esta, en la practica se estudiara esta habilidad al aadir carbn activado a soluciones de cido Actico y agua.

Resultados experimentales

Concentracin de las diferentes soluciones de Acido Actico Preparadas.

Matraz N[CH3COOH] (mol/L)

10,2

20,1

30,05

40,025

50,0125

Volumen de CH3COOH utilizado para preparar cada solucin.

Matraz NVolumen de CH3COOH (mL)

1250

2125

362,5

431,25

515,625

Pesos de los Erlenmeyers y el Carbn Activado colocado en cada Matraz.

Matraz NPeso del Matraz vacio con tapn (g)Peso del Carbn Activado (g)

197,500,49

295,840,48

382,790,50

481,500,49

579,090,49

Volmenes de Hidrxido de Sodio gastados en la Titulacin.

Matraz NVolumen de NaOH (mL)

145,7

222,6

311,0

45,4

53,2

Concentracin de Acido Actico (mol/L) en equilibrio con el Carbn Activado.

Matraz N[CH3COOH] (mol/L)

10,246

20,122

30,06

40,03

50,0172

Moles de Acido Actico adsorbido por gramo de Carbn Activado.

Matraz NX ()

11,76

21,81

31,74

41,783

51,784

Valores calculados para Graficar.

Log(X)Log(C)

0,5684,0600,246-0,608

0,5528,2090,258-0,914

0,57316,8660,242-1,227

0,560934,3570,2511-1,536

0,560657,9780,2514-1,763

Anlisis de ResultadosLa relacin entre la cantidad de sustancia adsorbida por un adsorbente y la presin o concentracin de equilibrio a una temperatura constante se denomina isoterma de adsorcin.

En el experimento Determinacin de las isotermas de adsorcin para el cido actico en el carbn activado, se observo que la cantidad de cido actico adsorbido disminua segn disminua la concentracin de este en le disolucin cido actico agua, esto debido a que a mayor concentracin de adsorbato mayor ser la cantidad de este adsorbida por el absorbente (principio de LeChatelier), sin embargo, la velocidad de adsorcin del carbn activado aumentaba segn se dilua el cido actico esto debido a que al diluirse el adsorbato este disminuye su tensin superficial facilitando as la adsorcin.La grafica que relaciona la cantidad de cido adsorbido por gramo de carbn vs. la concentracin del cido, explica de forma mas completa el proceso que conduce a la formacin de multicapas, ya que las isotermas correspondiente que tienen formas no dan lugar en la representacin de Langmuir a una lnea recta, y por consiguiente la teora expuesta del mismo no es aplicable en estos casos.

Por lo tanto para que el cido actico halla sido adsorbido por el carbn activado sus molculas debieron de penetrar los poros del mismo, en consecuencia, los poros del carbn deben de tener un dimetro mayor que las molculas de impurezas, y en este caso se da.

Conclusiones

El carbono activado es mucho ms efectivo para adsorber no electrolitos de una solucin que electrolito, debido a su naturaleza no polar por lo que es un adsorbente excelente para las soluciones de Agua y cido Actico. La cantidad de cido actico adsorbida aumenta segn aumenta la concentracin de este en la disolucin (Le Chatelier).

La adsorcin es un fenmeno que ocurre en la superficie, mientras mayor rea superficial disponible tenga un slido, mejor adsorbente podr ser.

La isoterma de Freundlich es apropiada para representar la adsorcin cuando esta es del tipo I y adems es fsica. La isoterma de B.E.T. no es aplicable a sistemas donde la adsorcin es del tipo I y la misma es fsica. Solo se aplica a adsorciones del tipo II y qumicas.

La adsorcin de solutos, al igual que la de gases, implica el establecimiento de un equilibrio entre la cantidad adsorbida sobre la superficie y la concentracin de la sustancia en solucin.

Recomendaciones

Aunque el tamao de las partculas del carbn no influyen directamente en la adsorcin, tal como lo reporta la bibliografa, resulta provechoso el empleo de carbn pulverizado para disminuir el tiempo de contacto necesario para que ocurra la adsorcin de manera apreciable.

Se puede realizar esta experiencia practica con carbn granular durante el mismo tiempo de agitacin para estableces comparaciones con los resultados obtenidos con el carbn pulverizado.

Cuando se emplea carbn activado pulverizado en los procesos de adsorcin es recomendable el empleo de filtros especiales para obtener una filtracin ms eficiente.

Apndice

Parte a: Concentracin de Acido Actico (mol/L) en equilibrio con el Carbn Activado.

Para la Mezcla #1

En la Titulacin:

Parte b: Numero de moles de Acido Actico adsorbido por gramo de adsorbente.

Trabajando con la mezcla #1

Parte c: Clculos para las graficas de 1/X Vs. 1/C y Log(X) Vs. Log(C).

Para el Matraz N 1:

Referencias BibliogrficasPERRY. Manual de Ingeniero Qumico. Tomo IV. Sexta Edicin.

SKOOG, D.; WEST, D. y HOLLER, F. (1995). Qumica Analtica, McGraw Hill. Sexta Edicin. Pgs. 308-316.

SMITH, J.; VAN NESS, H. (1997) Introduccin a la Termodinmica en Ingeniera qumica Quinta Edicin. McGraw Hill. Mxico

TREYBAL. Transferencia de masa. Autor:

Jos ngel

pisbreck@gmail.com

Para ver trabajos similares o recibir informacin semanal sobre nuevas publicaciones, visite www.monografias.com