Adsorcion - Practica N° 05

ADSORCION

OBJETIVOS

* Estudiar la adsorción del soluto de una solución acuosa sobre la superficie de un sólido y la aplicación de la isoterma de Freundlich.
MARCO TEORICO
ADSORCIÓN CON CARBÓN ACTIVO
La adsorción es un proceso donde un sólido se utiliza para eliminar una sustancia soluble del agua. En este proceso el carbón activo es el sólido. El carbón activo se produceespecíficamente para alcanzar una superficie interna muy grande (entre 500 - 1500 m 2 /g). Esta superficie interna grande hace que el carbón tenga una adsorción ideal. El carbón activo viene en dos variaciones: Carbón activado en polvo (PAC) y carbón activado granular (GAC). La versión de GAC se utiliza sobre todo en el tratamiento de aguas, puede fijar las siguientes sustancias solubles por adsorción:
*Adsorción de sustancias no polares como: * Aceite mineral * BTEX  * Poli-hidrocarburos aromáticos (PACs) * (Cloruro) Fenol * Adsorción de sustancias halogenadas: I, Br, Cl, H y F * Olor * Sabor * Levaduras * Varios productos de fermentación * Sustancias no polares (no solubles en agua) | |
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El carbón activo se usa por ejemplo en los siguientesprocesos: * Depuración de agua subterránea * Declaración del agua * Depuración de aguas para piscinas * Refinamiento de las aguas residuales tratadas Descripción del proceso:El agua es bombeada dentro de una columna que contiene el carbón activo, este agua deja la columna a través de un sistema de drenaje. La actividad del carbón activo de la columna depende de la temperatura y de lanaturaleza de las sustancias. El agua pasa a través de la columna constantemente, con lo que produce una acumulación de sustancias en el filtro. Por esa razón el filtro necesita ser sustituido periódicamente. Un filtro usado se puede regenerar de diversas maneras, el carbón granular puede ser regenerado fácilmente oxidando la materia orgánica. La eficacia del carbón activo disminuye en un 5-10% trascada regeneración (1). Una parte pequeña del carbón activo se destruye durante el proceso de la regeneración y debe ser sustituida. Si usted trabaja con diversas columnas en serie, puede estar seguro de que no tendrá un agotamiento total de su sistema de purificación.Descripción de la adsorción:Las moléculas en fase de gas o de líquido serán unidas físicamente a una superficie, en este caso lasuperficie es de carbón activo. El proceso de la adsorción ocurre en tres pasos: * Macro transporte: Movimiento del material orgánico a través del sistema de macro-poros del carbón activo (macro-poros > 50nm) * Micro transporte: Movimiento del material orgánico a través del sistema de micro-poros del carbón activo (microporo < 2nm; meso-poro 2-50nm) * Absorción: Adhesión física delmaterial orgánico a la superficie del carbón activo en los meso-poros y micro-poros del carbón activo El nivel de actividad de la adsorción depende de la concentración de la sustancia en el agua, la temperatura y la polaridad de la sustancia. Una sustancia polar (= soluble en agua) no puede ser eliminada o es malamente eliminada por el carbón activo, una sustancia no polar puede ser totalmenteeliminada por el carbón activo. Cada clase de carbón tiene su propia isoterma de adsorción (véase la figura 1) y en el campo del tratamiento de aguas esta isoterma viene definida por la función de Freundlich.
Función de Freundlic : x/m = sustancia adsorbida por gramo de carbón activo
Ce = diferencia de concentración (entre antes y después)
Kf, n = constantes específicasLa segundacurva del carbón activo (figura 2) muestra el agotamiento del filtro. Normalmente nosotros colocamos las unidades depuradoras-UV después de la columna de carbón activo.¿Cuál es la diferencia entre adsorción y absorción?Cuando una sustancia se adhiere a una superficie se habla de adsorción, es este caso, la sustancia se adhiere a la superficie interna del carbón activo. Cuando la sustancia es...