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Informe de Absorción

Enviado por anyela9774



  1. Resultados
  2. Objetivos
  3. Análisis
  4. Conclusiones

Resultados

TITULACION DEL ÁCIDO ACÉTICO

Solución acuosa de Ácido acético

Alícuotas de 10ml (* alícuotas 11 ml)

Volumen y concertación de NaOH utilizados para neutralizar el ácido acético.

Blanco

1 ml NaOH 0.02N

0.2 N

9.8 ml NaOH 0.2N

0.15 N

7.0 ml NaOH 0.2N

0.12 N

4.9 ml NaOH 0.02N

0.10 N

43.2 ml NaOH 0.02N

0.08 N

37.0 ml NaOH 0.02N

0.05 N

23.3 ml NaOH 0.02N

LECTURA DE ABSORBANCIA Y TRANSMITANCIA EN EL ESPECTOFOTOMETRO DE LAS SOLUCIONES DE

COLORANTE ORGÁNICO.

Soluciones Estándar

Longitud de onda l max de 560nm

Soluciones

Absorbancia

Transmitancia

10 ppm

0.274

53.2 %

20 ppm

0.478

33.2 %

30 ppm

0.753

17.7 %

40 ppm

1.031

9.3 %

50 ppm

1.542

2.9 %

60 ppm

1.916

1.2 %

Soluciones Filtradas

Longitud de onda l max de 560nm

Soluciones

Absorbancia

Transmitancia

10 ppm

0.008

98.3 %

20 ppm

-

-

30 ppm

0.025

94.3 %

40 ppm

-

-

50 ppm

0.033

92.6 %

60 ppm

0.092

80.8 %

Los datos de absorbancia de las soluciones de 20 y 40 ppm son descartados debido a que presentan un alto margen de error.

ANALISIS DE RESULTADOS

ABSORCIÓN DE AZUL DE METILENO CON CARBÓN ACTIVADO

Gráfica de Absorbancia contra concentración de soluciones estándar de colorante orgánico.

Por regresión lineal se obtiene la ecuación:

A = -0.169 + 0.03337 C

Concentración Inicial

(ppm)

Concentración en Equilibrio

(ppm)

Concentración adsorbida

(ppm)

Cantidad de soluto adsorbida

(alícuota 80 ml)

(gramos)

10

5.30

4.7

0.376 x 10-3

30

5.81

24.19

1.935 x 10-3

50

6.05

43.95

3.516 x 10-3

60

7.82

52.18

4.174 x 10-3

Isoterma de adsorción de Freundlich

Isoterma de Langmuir

 

ADSORCIÓN DE ÁCIDO ACÉTICO CON CARBÓN ACTIVADO

Concentraciones en equilibrio del ácido acético

Concentración Inicial

(N)

Concentración en Equilibrio

(N)

Concentración adsorbida

(N)

Cantidad de soluto adsorbida

(alícuota 80 ml)

(gramos)

0.2

0.196

4 x 10-3

0.0192

0.15

0.14

0.01

0.048

0.12

0.098

0.022

0.1056

0.10

0.086

0.0136

0.0652

0.08

0.074

6 x 10-3

0.0288

0.05

0.046

4 x 10-3

0.0192

Blanco

4 x 10-3

-

-

Isoterma de Langmuir

Área Específica del Adsorbente

Isoterma de adsorción de Freundlich

OBJETIVOS

Generales.

1.1 Estudiar la adsorción del Ácido acético en carbón activado, al igual que la del colorante orgánico (azul de metileno).

1.2 Estudiar la relación concentración - adsorción y la influencia del área de la partícula en este fenómeno.

Específicos.

2.1 Deducir la relación empírica entre la adsorción del ácido acético utilizando carbón activado como adsorbente, al igual que la de un colorante orgánico.

2.2 Determinar los parámetros de las isotérmas de Freundlich y Langmuir para el sistema ácido acético - carbón activado y colorante orgánico-carbón activado.

2.3 Evaluar los residuales del colorante orgánico después de la adsorción, utilizando los principios de la óptica instrumental (espectrofotometría).

CUESTIONARIO

  1. Existen dos tipos de adsorción: I) fisisorción y II) quimisorción. La diferencia fundamental entre ambas es que en el caso de la fisisorción la especie adsorbida (fisisorbida) conserva su naturaleza química mientras que durante la quimisorción la especie adsorbida (quimisorbida) sufre una transformación más o menos intensa para dar lugar a una especie distinta. Como consecuencia existen otras diferencias tales como i) que en la fisisorción, el gas (en un caso específico) se adsorbe formando capa sucesivas (adsorción en multicapas) mientras que en el caso de la quimisorción, y debido al enlace químico que existe entre la superficie del sólido y el gas adsorbido, la adsorción queda restringida a una monocapa, ii) el hecho de que en la quimisorción ocurra una transformación química origina que la energía de adsorción sea importante, pudiendo alcanzar valores similares a las energías de reacción. Por el contrario la fisisorción es más débil y siempre exotérmica. Debido a esto la temperatura de desorción de las especies fisisorbidas es generalmente menor que la de las especies quimisorbidas, iii) la fisisorción es un fenómeno más general y menos específico, y iv) la transformación química de la especie adsorbida (quimisorción) requiere una cierta energía de activación, que no es necesaria en la fisisorción, por lo que esta última suele ocurrir a temperaturas menores. En algunos casos no es sencillo distinguir entre ambos tipos de adsorción, ocurriendo, en algunas ocasiones, situaciones intermedias a las descritas anteriormente

  2. Tipos de adsorción que existen

    Es un proceso químico que se aplica más que todo para purificar corrientes líquidas o gaseosas, o limpiarlas de sólidos suspendidos en ellas. En éste, uno o más componentes de una corriente se adsorben en la superficie de un sólido por adherencia y se lleva a cabo una separación. Es una operación de transferencia de masas que comprende el contacto de líquidos y gases con sólidos.

    Entre las aplicaciones de este proceso en fase líquida están la eliminación de compuestos orgánicos del agua o de las soluciones orgánicas, la eliminación de impurezas coloreadas de sustancias orgánicas y la eliminación de diversos productos de fermentación de descargas de fermentadores. Las separaciones incluyen la de parafinas de compuestos aromáticos y la de fructuosa de glucosa utilizando zeolitas. Las aplicaciones en fase gaseosa incluyen la eliminación de agua de hidrocarburos gaseosos, la de componentes azufrados del gas natural, la de disolventes del aire y de otros gases, y las de olores del aire.

  3. Aplicaciones generales de la adsorción

    Se usa la mayoría de las ocasiones en la purificación de corrientes líquidas o gaseosas, en la decoloración y para eliminar el sabor y olor de diversas sustancias que quedan finamente retenidas por los poros del adsorbente.

  4. Ejemplos de adsorción física usados industrialmente

    Algunas de las reacciones industriales más importantes comprenden la catálisis heterogénea, el uso de un catalizador presentado en una fase distinta a las especies reaccionantes, usualmente un catalizador sólido en contacto con una disolución gaseosa o líquida de los reactivos . Tal catálisis, superficial o heterogénea, se cree que se efectúa por adsorción química de los reactivos sobre la superficie del catalizador.

    Los catalizadores de superficie se emplean en los convertidores catalíticos de los automóviles para convertir substancias que pueden ser contaminantes atmosféricos, por ejemplo CO y NO en substancias inocuas, por ejemplo CO2 y N2.

  5. Ejemplos de quimiadsorción utilizados en la industria

    A temperatura constante, la cantidad adsorbida aumenta con la concentración de adsorbato y la relación entre la cantidad adsorbida (x) y la concentración (C) de la disolución en el equilibrio, se conoce como isoterma de adsorción. Sólo a muy bajas concentraciones x es proporcional a C. Por regla general, la cantidad adsorbida se incrementa menos de lo que indicaría la proporcionalidad a la concentración, lo que se debe a la gradual saturación de la superficie y, en muchos casos, la isoterma se puede representar por una ecuación de la forma:

    siendo m la cantidad de sustancia adsorbente, K y n constantes para el sistema y temperatura dados. La constante n es, generalmente, menor que la unidad.

    Esta expresión se conoce como isoterma de adsorción de FREUNDLICH.

    Su importancia a nivel industrial se debe a que gracias al conocimiento de esta, se podrá elegir el adsorbente apropiado en un proceso definido, que tenga la mayor eficiencia posible, evitando desperdicios de material adsorbente.

  6. Isoterma de adsorción y su importancia a nivel industrial

    Es el proceso opuesto a la adsorción, que consiste en separar una molécula o átomo de una superficie a la que ha sido adherida. Cuando el lecho, que es el lugar en donde ocurre la adsorción, acaba de cumplir su función de adsorbente, es decir se encuentra saturado el flujo se detiene y el lecho se regenera térmicamente o por otros métodos, de modo que ocurre un proceso inverso, la desorción. Así se recupera el adsorbato y el adsorbente sólido queda listo para otro ciclo de adsorción.

  7. Desorción
  8. Diferencia entre adsorción y absorción

Es importante aclarar la diferencia entre adsorción; tema de este informe, y la absorción. En la adsorción la retención de moléculas se lleva a cabo únicamente en la superficie del adsorbente y la sustancia retenida o adsorbida se le denomina fase adsorbida. En la absorción la retención se sustancias, compuestos o elementos se lleva a cabo en la estructura misma de la molécula de absorbente en la que se puede presentar un intercambio iónico entre los componentes del absorbato y el absorbente (hay una reacción química mas o menos permanente).

El proceso de absorción se presenta cuando una sustancia es químicamente integrada en otra; por ejemplo: cuando usted bebe un vaso de agua, usted esta "absorbiendo" ya que el agua pasa a formar parte de usted; mientras que en la adsorción, una sustancia esta siendo mantenida dentro de otra por efectos de un enlace físico. Ejemplo: si usted derrama un vaso de agua en su pantalón, el agua de ese derrame será adsorbida por las fibras de la tela, pero estará ahí hasta que el agua se evapore.

Análisis

  • Las diferentes sustancias orgánicas presentan una excitación en sus moléculas a una determinada longitud de onda, por esta razón se realizo la medición en el espectrofotómetro con una longitud de onda de 560 nm , que es la longitud en la que las moléculas de azul de metileno absorben energía y nos proporcionan la absorbancia en cada una de las soluciones, aspecto que es muy importante para la determinación cuantitativa de estas.
  • Con los datos obtenidos en el espectrofotómetro, se puede deducir que la absorbancia aumenta con la concentración de las soluciones y la distancia que recorre el rayo de luz, debido a que hay mayor cantidad de analito ( mayor cantidad de moléculas que adsorben energía para excitarse). Las cuales toman esta energía del ayo de luz, disminuyendo la intensidad de la radiación, por lo que la transmitancia disminuye al aumentar la concentración.
  • La concentración de azul de metileno en equilibrio por número de gramos adsorbidos por gramo de adsorbente.(C/Y), disminuye a medida que aumenta la concentración en equilibrio, hasta la concentración de 6.05ppm y luego se mantiene aproximadamente constante.(Isoterma de Langmuir)
  • A mayor concentración de las soluciones de azul de metileno, mayor fue la cantidad de azul de metileno adsorbida por 0.03 gramos de carbón activado. Por lo que la relación (X/M) aumenta con estas. (Isoterma de Freundlich), donde el log ( X/M) aumenta con log C.

CONCLUSIONES

  • A mayor concentración en las soluciones, mayor será la cantidad de soluto adsorbida cuando se mantiene la cantidad de adsorbente constante.
  • La concentración de soluto en equilibrio por número de gramos adsorbidos por gramo de adsorbente.(C/Y), disminuye a medida que aumenta la concentración en equilibrio.
  • La absorbancia es directamente proporcional a la concentración y la transmitancia es inversamente proporcional a esta
  • Las sustancias orgánicas adsorben energía a una determina longitud de onda.


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