Informe de Absorción

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

Resultados

TITULACION DEL ÁCIDO
ACÉTICO

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

COLORANTE ORGÁNICO.

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

Isoterma de adsorción de
Freundlich

Isoterma de Langmuir

ADSORCIÓN DE ÁCIDO
ACÉTICO CON CARBÓN ACTIVADO

Concentraciones en equilibrio del
ácido acético

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.