Reactores
Páginas: 9 (2086 palabras)
Publicado: 20 de marzo de 2012
Laboratorio de Ingeniería de Reactores I.
Practica.N°5
FOTODEGRADACION DE ANARANJADO
DE METILO CON OXIDO DE TITANIO
OBJETIVOS:
Adquirir las habilidades adecuadas para la obtención de datos cinéticos en un proceso fotocatalítico.
Evaluar cómo afecta a la velocidad de reacción el uso de un catalizador fotosensible (TiO2) en comparación con la fotólisis del sistema.Cuantificar la cantidad de anaranjado de metilo degradado mediante espectroscopia UV-VIS.
Establecer la factibilidad de determinar los parámetros cinéticos aplicando los métodos matemáticos previamente analizados y adaptados a un sistema catalítico heterogéneo (Modelo cinético de Langmuir-Hinshelwood).
INTRODUCCIÓN:
La Fotocatálisis es un proceso catalítico que involucra la absorción deluz de determinada longitud de onda, capaz de excitar a un semiconductor (catalizador) o sustrato. Cuando el catalizador utilizado es un semiconductor se emplea el término de fotocatálisis heterogénea. Así la fotocatálisis heterogénea se define como un proceso de oxidación avanzada en donde se efectúan simultáneamente reacciones de óxido-reducción que ocurren en la región interracial entre elsemiconductor (fotocatalizador) excitado y el sustrato (solución a degradar). El proceso se inicia cuando el semiconductor es sometido a fotoexcitación a través de la absorción de fotones provenientes de una fuente de energía radiante (luz visible o región de baja energía de la zona ultravioleta). La luz incidente que inicia el proceso redox se absorbe por el semiconductor, iniciando así un proceso defotosensibilización que da como resultado la generación de radicales libres, los cuales se encargan de degradar selectivamente a las especias orgánicas presentes en el sustrato, esta reducción en la complejidad molecular generalmente se traduce en una reducción del grado de contaminación o peligrosidad de la especie que se esté tratando. (Fox y Dulay, 1993; Mills y Valenzuela, 1996).
Los métodosfotocatalíticos son relativamente nuevos(70´s), en ellos intervienen: un catalizador que generalmente es un semiconductor (óxido metálico), una radiación con la suficiente energía (de origen natural como la radiación solar, o de origen artificial como lámparas de luz) y el medio en que se lleva a cabo puede ser gas, líquido o sólido.
Esta tecnología tiene muchas aplicaciones, la mayoría de ellasenfocadas a procesos amigables con el medio ambiente, como lo es la degradación fotocatalítica de contaminantes, siendo estos de diversos tipos, como plaguicidas, detergentes, explosivos, metales pesados, residuos tóxicos, peligrosos y en ocasiones biológicos infecciosos.
Principios de la fotocatálisis heterogénea
La fotocatálisis heterogénea es una disciplina que incluye unagran variedad de reacciones: oxidaciones, des hidrogenación, transferencia de hidrógeno, la deposición de metales, desintoxicación de agua, eliminación de contaminantes gaseosos, etc. En consonancia con estos dos últimos puntos, se puede considerar como una de las nuevas tecnologías avanzadas de oxidación (AOT) para el aire y el tratamiento de purificación de agua. La fotocatálisis heterogéneapermite la degradación, e incluso la mineralización (obtención como productos finales CO2 + H2O), de gran variedad de compuestos orgánicos según la reacción global siguiente:
La fotocatálisis heterogénea se puede llevar a cabo en diversos medios: en fase de gas, fase líquida o en soluciones acuosas. En cuanto a la catálisis heterogénea clásica, el proceso general se puede descomponer encinco pasos:
1. Transferencia de los reactantes de fase en el fluido a la superficie
2. Adsorción de al menos uno de los reactivos
3. Reacción en la fase adsorbida
4. Deserción de los productos
5. Eliminación de los productos de la región de la interfaz.
La reacción fotocatalítica se produce en la etapa de adsorción (etapa N º 3). La única diferencia con la catálisis convencional es...
Practica.N°5
FOTODEGRADACION DE ANARANJADO
DE METILO CON OXIDO DE TITANIO
OBJETIVOS:
Adquirir las habilidades adecuadas para la obtención de datos cinéticos en un proceso fotocatalítico.
Evaluar cómo afecta a la velocidad de reacción el uso de un catalizador fotosensible (TiO2) en comparación con la fotólisis del sistema.Cuantificar la cantidad de anaranjado de metilo degradado mediante espectroscopia UV-VIS.
Establecer la factibilidad de determinar los parámetros cinéticos aplicando los métodos matemáticos previamente analizados y adaptados a un sistema catalítico heterogéneo (Modelo cinético de Langmuir-Hinshelwood).
INTRODUCCIÓN:
La Fotocatálisis es un proceso catalítico que involucra la absorción deluz de determinada longitud de onda, capaz de excitar a un semiconductor (catalizador) o sustrato. Cuando el catalizador utilizado es un semiconductor se emplea el término de fotocatálisis heterogénea. Así la fotocatálisis heterogénea se define como un proceso de oxidación avanzada en donde se efectúan simultáneamente reacciones de óxido-reducción que ocurren en la región interracial entre elsemiconductor (fotocatalizador) excitado y el sustrato (solución a degradar). El proceso se inicia cuando el semiconductor es sometido a fotoexcitación a través de la absorción de fotones provenientes de una fuente de energía radiante (luz visible o región de baja energía de la zona ultravioleta). La luz incidente que inicia el proceso redox se absorbe por el semiconductor, iniciando así un proceso defotosensibilización que da como resultado la generación de radicales libres, los cuales se encargan de degradar selectivamente a las especias orgánicas presentes en el sustrato, esta reducción en la complejidad molecular generalmente se traduce en una reducción del grado de contaminación o peligrosidad de la especie que se esté tratando. (Fox y Dulay, 1993; Mills y Valenzuela, 1996).
Los métodosfotocatalíticos son relativamente nuevos(70´s), en ellos intervienen: un catalizador que generalmente es un semiconductor (óxido metálico), una radiación con la suficiente energía (de origen natural como la radiación solar, o de origen artificial como lámparas de luz) y el medio en que se lleva a cabo puede ser gas, líquido o sólido.
Esta tecnología tiene muchas aplicaciones, la mayoría de ellasenfocadas a procesos amigables con el medio ambiente, como lo es la degradación fotocatalítica de contaminantes, siendo estos de diversos tipos, como plaguicidas, detergentes, explosivos, metales pesados, residuos tóxicos, peligrosos y en ocasiones biológicos infecciosos.
Principios de la fotocatálisis heterogénea
La fotocatálisis heterogénea es una disciplina que incluye unagran variedad de reacciones: oxidaciones, des hidrogenación, transferencia de hidrógeno, la deposición de metales, desintoxicación de agua, eliminación de contaminantes gaseosos, etc. En consonancia con estos dos últimos puntos, se puede considerar como una de las nuevas tecnologías avanzadas de oxidación (AOT) para el aire y el tratamiento de purificación de agua. La fotocatálisis heterogéneapermite la degradación, e incluso la mineralización (obtención como productos finales CO2 + H2O), de gran variedad de compuestos orgánicos según la reacción global siguiente:
La fotocatálisis heterogénea se puede llevar a cabo en diversos medios: en fase de gas, fase líquida o en soluciones acuosas. En cuanto a la catálisis heterogénea clásica, el proceso general se puede descomponer encinco pasos:
1. Transferencia de los reactantes de fase en el fluido a la superficie
2. Adsorción de al menos uno de los reactivos
3. Reacción en la fase adsorbida
4. Deserción de los productos
5. Eliminación de los productos de la región de la interfaz.
La reacción fotocatalítica se produce en la etapa de adsorción (etapa N º 3). La única diferencia con la catálisis convencional es...
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