Adsorción de ácido acético sobre carbón vegetal a partir de soluciones acuosas

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Universidad de Santiago de Chile.
Laboratorio de Procesos Químicos II.
Ingeniería de Ejecución en Química.

Laboratorio Nº 2:
“Adsorción de Ácido Acético sobre Carbón Vegetal a partir de soluciones acuosas.”

Integrantes:

Fecha: 12 de Octubre de 2010

Resumen

Teóricamente la cantidad adsorbida por gramo de sólido depende del área específica del sólido, de la concentración enequilibrio del soluto en solución, de la temperatura y de las moléculas implicadas. A partir de de los datos experimentales, se puede obtener una gráfica de N, moles absorbidos por gramo de sólido en función de C, concentración de soluto en equilibrio. Esta curva corresponde a la "isoterma de adsorción".
Se han propuesto numerosas funciones que intentan reproducir algebraicamente los resultadosexperimentales. Entre dichas funciones, se tiene la de Freundlich y la de Langmuir.
El método usado en esta experiencia fue diluir por media hora el carbón vegetal, colocada en los seis matraces con distintas masas cada uno con cierta cantidad de agua y luego con cierta cantidad de ácido. Luego filtramos para los primeros 3 matraces 5 mL y los segundos 3 matraces 10 mL de la solución, en distintosvasos precipitados, para después agregar fenolftaleina (que indica la saturación del NaOH) e hidróxido de sodio hasta que la mezcla tome un color rosa suave.
Al filtrar y estudiar las sustancias resultantes con las funciones de Freundlich y de Langmuir corroboramos que la función de Freundlich es aceptable pero tiene un rango de error que no se debe ignorar, su R² da un aproximado de 0.88. En cambioal utilizar Langmuir establecida en la guía también nos da un R² cercano a 0.88 pero al hacer unos ajustes (como el dividir la ecuación de linealización por Ce y ocupar los respectivos X e Y) nos da resultados más aproximados a la idealidad, con un R² de 0.99,

Introducción

La adsorción es el momento en que sustancias disueltas se adhieren en la superficie de algún líquido o sólido. Éstaconsiste en el enriquecimiento de un componente en la interfase en comparación con el interior de la fase, en donde, la sustancia atraída hacia la superficie se llama fase absorbida, y a la que se adhiere se llama adsorbente. Éste fenómeno se lleva a cabo debido a que las fuerzas moleculares en la superficie de un líquido se encuentran en un estado de instauración; para la superficie de un sólido, lasmoléculas o iones atraen hacia sí las de otras sustancias que se ponen en contacto reteniéndolas en su superficie, debido a que no tienen “satisfechas” todas sus fuerzas de unión con otras partículas. 

La adsorción sobre los sólidos se clasifica en: adsorción física y adsorción química; ésta generalmente tiene lugar en reacciones catalíticas y por su naturaleza química es irreversible. En laadsorción física, el adsorbato mantiene unido a la superficie del sólido por medio de las fuerzas de Van der Waals relativamente débiles. En la adsorción química, se produce una reacción química en la superficie del sólido, y el adsorbato se mantiene unido a la misma a través de enlaces químicos relativamente fuertes.

En este laboratorio realizamos la adsorción de ácido acético sobre carbónvegetal. La cantidad adsorbida por gramo de sólido depende del área específica del sólido, de la concentración en equilibrio del soluto en solución, de la temperatura y de las moléculas implicadas, que al graficar variables específicas, dichas curvas corresponden a las isotermas de adsorción. Existen a lo menos 3 isotermas más comunes, pero en este laboratorio ocuparemos 2: la de Freundlich y Langmuircon algunas modificaciones en una de ellas.

Procedimiento Experimental
(Materiales y Métodos)

Aparatos y Materiales
❖ 2 Pipetas (5 y 10 mL)
❖ 12 Matraces Erlenmeyer de 250 mL
❖ 6 Embudos analíticos
❖ 6 Vasos precipitados
❖ 2 Buretas de 50 mL con sus soportes
❖ Papel de filtro
❖ Termómetro de mercurio
❖ Hoja blanca (para notar el cambio en la...
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