Fisicoquimica

PRACTICA No. 5 ADSORCIÓN DESDE UNA SOLUCIÓN
OBJETIVOS:
Estudio del fenómeno de adsorción de moléculas de ácido acético acuoso sobre la superficie de carbón activado a temperatura y presión constantes. Graficar y comparar los datos experimentales utilizando las ecuaciones de Langmuir y Freundlich.2.
MARCO TEÓRICO:
La adsorción es un proceso mediante el cual se extrae materia de una fase y seconcentra sobre la superficie de otra fase (generalmente sólida). Por ello se considera como un fenómeno sub-superficial. La sustancia que se concentra en la superficie o se adsorbe se llama "adsorbato" y la fase adsorbente se llama "adsorbente". La adsorción de una especie química presente en la solución del suelo (adsorbato) por los constituyentes de la fase sólida del suelo(adsorbente) ocurredebido a las interacciones entre la superficie activa de las partículas sólidas y el adsorbato. La cantidad adsorbida de una determinada especie depende no sólo de la composición del suelo sino también de la especie química de la que se trata y de su concentración en la solución. Tanto experimental como teóricamente, la descripción cuantitativa más conveniente de un fenómeno de adsorción enequilibrio hace uso de relaciones a temperatura constante (isotermas). Si se adsorbe un soluto sobre una superficie, la isoterma de adsorción es una función del tipo nads= ft(C), donde nads representa la cantidad de adsorbato presente en la interfase en equilibrio con una concentración C del mismo adsorbato en una disolución a una temperatura dada. Para el caso de adsorción en disolución, se tienen 2principales clases de isotermas: La isoterma de Langmuir tiende a un límite de adsorción, que podemos interpretar en términos de recubrimiento completo de la superficie por una cantidad n máx de adsorbato (límite de monocapa).Este tipo de isoterma es típica de superficies homogéneas. La isoterma de Langmuir tiene la forma:θ= kc1+kcDonde θ es la fracción de la superficie sólida cubierta por lasmoléculas adsorbidas y k es una constante a temperatura constante.θ=NNm

Donde N es el número de moles adsorbidas por gramo de sólido para un soluto en equilibrio de concentración c y Nm es el número de moles por gramo que son necesarios para formar una monocapa. Ordenando la ecuación obtenemos: cN= cNm+1kNmDe esta manera, podemos reajustar la ecuación de Langmuir a una ecuación lineal, al graficar Cvs C/N Para el caso de superficies heterogéneas, la isoterma de adsorción no presenta un límite claro de adsorción en monocapa. Se trata de la isoterma de Freundlich. En particular, la adsorción de moléculas pequeñas sobre carbón activado es un fenómeno intermedio entre una isoterma de Langmuir y Freundlich. La ecuación general de la isoterma de Freundlich es: y=kc1/n Donde K y n son constantesempíricas. Esta ecuación, para poder obtener una ecuación lineal, podemos utilizarla de forma logarítmica: Log y=Log k+1n Log c













DISCUSIÓN DE RESULTADOS:
Es posible ver que sí ocurrió una adsorción de las moléculas de ácido acético sobre la superficie de carbón activado, ya que la molaridad, para todas las soluciones, fue menor a la medida inicialmente. En este caso, laadsorción que se dio fue una Fisisorción, ya que entre las moléculas de ácido acético y carbón activado no hay formación de enlace, pues no se modifica la estructura del ácido acético, sino que sedan interacciones de diferente tipo (iónicas, de van der waals…) entre el ácido y el carbón. Se observa además, que a medida que aumenta la concentración de las soluciones, aumenta la cantidad de solutoadsorbida por el carbón. Para determinar a qué ecuación se ajustan más los datos obtenidos durante la práctica se realizaron dos gráficos: una de Log y vs. Log C y otra de C/N vs C. La gráfica que presente una mayor tendencia a la línea recta es la que se ajusta más a una ecuación determinada. En este caso en particular, los datos quedaron mejor representados con la ecuación de Freundlich, ya que...