Obtención de la isoterma de adsorción del ácido acético por carbon activo

OBTENCIÓN DE LA
ISOTERMA DE
ADSORCIÓN DEL ÁCIDO
ACÉTICO POR
CARBÓN VEGETAL ACTIVO.






REBECA GONZÁLEZ FERNÁNDEZ.
JORGE GONZÁLEZ RODRÍGUEZ.
CURSO 2013/2014
ÍNDICE

1. Resumen…………………………………………………………pág. 3

2. Palabras clave…………………………………………………pág. 3

3. Introducción……………………………………………………pág. 4

4. Metodología experimental……………………………..pág. 10

5.Resultados y discusión…………………………………..pág. 11

6. Conclusiones…………………………………………………..pág. 17

7. Apéndices

a) Apéndice 1: Preparación de disoluciones……pág. 18

b) Apéndice 2: Deducción de ecuaciones………..pág. 19

c) Apéndice 3: Cálculo de errores…………………..pág. 23

8. Referencias y bibliografía……………………………...pág. 29








1. RESUMEN

El experimento que se ha llevado a cabo trata deobservar el fenómeno de adsorción producido por el carbón vegetal al ponerlo en contacto con diferentes disoluciones de ácido acético con agitación durante largos periodos de tiempo y relacionarlo con la concentración de ácido en cada disolución. A partir de los resultados obtenidos se confeccionaron varias isotermas experimentales en las que se comprobó que el fenómeno estudiado se trataba de unaquimisorción en monocapa con posterior fisisorción en varias capas, y empíricas, Langmuir y Freundlich, en las que se observó que se ajustaba más a la segunda debido a que realiza menos aproximaciones ideales. También se calculó el área superficial aproximada del carbón activo obteniendo un valor de 416,49 suponiendo que el área de las moléculas de adsorbato es 28 angstroms.


2. PALABRAS CLAVEAdsorción, adsorbato, adsorbente, isoterma de adsorción experimental, isoterma empírica de Langmuir, isoterma empírica de Freundlich, área superficial.






3. INTRODUCCIÓN

La adsorción es un fenómeno de concentración de una especie química en la interfase debido a la interacción entre las moléculas existentes a ambos lados de la misma.
En este caso, la adsorción tiene lugar entremoléculas de un líquido (el ácido acético) sobre un sólido (carbón vegetal activo), por lo tanto, se trata de un proceso de unión de una molécula de ácido acético sobre la superficie del carbón vegetal. La sustancia que se adsorbe se denomina adsorbato, y en este caso, es el ácido acético. Por el contrario, el sólido en cuya superficie se produce la adsorción se llama adsorbente o sustrato, y es elcarbón vegetal.
El proceso contrario a la adsorción se denomina desorción.
La adsorción sobre sólidos se puede clasificar en dos grupos: adsorción física o fisisorción; y adsorción química o quimisorción. La línea de división entre ambas no siempre está muy clara, pero cada una de ellas tiene sus propias características:
a) FISISORCIÓN.

Las moléculas de adsorbato se mantienen unidas a lasuperficie del sustrato mediante fuerzas intermoleculares de Van der Waals relativamente débiles.

Se trata de una adsorción no específica, es decir, no existe selectividad marcada entre el adsorbato y el adsorbente.

Es un proceso exotérmico (aunque menos que la quimisorción). Los cambios de entalpía que aparecen en la adsorción física van de -4 a -40 kJ/mol (de -1 a -10 kcal/mol). Lasinteracciones de Van der Waals son de largo alcance, pero son débiles, de manera que la enrgía desprendida cuando una molécula se fisioadsorbe es del mismo orden de magnitud que la entalpía de condensación de un gas.


Dado que la energía anterior es insuficiente para provocar la rotura de enlaces, la molécula fisisorbida conserva su identidad; aunque puede verse distorsionada su geometría por lapresencia de la superficie.

Esta adsorción tiene lugar en multicapas: cuando la monocapa está completa, las interacciones intermoleculares entre moléculas adsorbidas en la monocapa y moléculas que no se han adsorbido, pueden conducir a la formación de una segunda capa de sustancia adsorbida.

Dado que en este caso prácticamente no hay barrera energética para el proceso de adsorción, la...