Adsorcion Del Acido Acetico Sobre Carbon Activado

UNIVERSIDAD NACIONAL “Santiago Antúnez de Mayolo”

FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE ESCUELA PROF.: INGENIERIA SANITARIA CURSO TEMA

: FÍSICO-QUIMICA : ADSORCIÓN DEL ÁCIDO ACETICO SOBRE CARBON ACTIVADO

DOCENTE

: EDSON YUPANQUI TORRES

ALUMNO

: CADILLO CADILLO Licet Jacqueline

FECHA

: 17-09-07

HUARAZ  – INDEPENDENCIA INDEPENDENCIA

2007

ADSORCIÓN DEL ÁCIDO ACETICO SOBRE EL CARBON ACTIVADO

Estudiar la adsorción de un soluto en solución acuosa sobre la superficie de un sólido.

La adsorción es un fenómeno de superficie por el cual el material adsorbido se adhiere a la superficie del adsorbente debido a la existencia de fuerzas superficiales no compensadas. El tipo de interacción entre la molécula adsorbida y la superficie del sólido tiene un amplio campo de variación desde las fuerzas débiles no polares de vanderwaals hasta fuerzas de intenso enlace químico. Las primeras se presentan en cualquier sistema a temperaturas bajas o moderadas, la adsorción resultante de estas fuerzas recibe el nombre de “adsorción física” y está relacionada con calores de adsorción bajos (menores de 10 Kcal/mol). Las fuerzas de enlace químico dan lugar a la “adsorción química” o “quimisorción” que es de naturaleza altamente específica y depende de las propiedades químicas del adsorbente y de la sustancia adsorbida. Esta adsorción se caracteriza por su alto calor de adsorción (10 y 100 Kcal/mol). La cantidad de gas o de soluto adsorbido por un sólido depende del área específica de este, de la concentración en el equilibrio, de la naturaleza del las moléculas implicadas y de la temperatura. La relación entre la cantidad de sustancia adsorbida por gramo de adsorbente y la presión o concentración de equilibrio a temperatura constante se denomina “isoterma de adsorción”. El estudio de la adsorción en numerosos sistemas indica que en muchos casos es aplicable la ecuación empírica siguiente llamado “isoterma de Freundlich”

  

         

Donde: X

= Masa en gramos de soluto adsorbido

m

= Masa en gramos de adsorbente

C

= Concentración del soluto en el equilibrio

Kyb dada

= Constante características del adsorbente y del soluto a una temperatura

Tomando logaritmo a la ecuación (1) se tiene:



  

              

GRAFICANDO: Log X/m vs Log C, se obtiene una línea recta a partir de la cual pueden hallarse las constantes K y b.



Matraces de 250 ml. 7 unidades



Vasos de precipitación de 250 ml. 7 unidades



Espátula.



Porta embudos



Buretas de 50 ml y 10 ml.



Pipetas de 5ml, 10 ml, 25ml y 50 ml.



Fiola de 250 ml.



Papel de filtro 6 unidades



Carbón activado (1g para cada vaso).



 Acido acético



Hidróxido de sodio 0.1 M.



Fenolftaleína.



Lavar y secar 7 matraces Erlenmeyer de 250 ml y enumerarlos.



Colocar en 6 de ellos, aproximadamente 1 gramo de carbón activado (pesado exactamente en mg.).



 Agregar a cada matraz 100 ml. De solución de acido acético de cada una de las concentraciones siguientes: 0.15 M, 0.12 M, 0.09 M, 0.06M, 0.03 M, y 0.015 M.



 Al séptimo matraz que no contiene carbón activado se le agrega 100 ml. De ácido acético 0.03 M (esta solución sirve testigo)



Tapar los matraces y agitarlos periódicamente durante 30 minutos.



Filtrar las soluciones con papel filtro fino.



Desechar los primeros 10ml. Como medida de precaución por la adsorción del ácido por el papel filtro.



Valorar porciones de 20 ml con solución de NaOH 01 M. empleando fenolftaleína como indicador.

Matraz nº

Peso carbón activado

Concentració

Concentración

Gramos de

n inicial del

en equilibrio

acido acético

acido

del acido

adsorbidos

acético(c)

acético(M) (C)

(X)

(gramos de acido

Log y

Log C

Gasto del NaOH

acético/g

(L)

carbón)

1.0

0.15

0.1315

0.111

0.111

-0.955 -0.881

0.0263

1.0

0.12

0.105

0.09

0.09

-1.046 -0.979

0.021

1.0

0.09

0.07

0.12

0.12

-0.921 -1.155

0.014

1.0

0.06

0.045

0.09

0.09

-1.046 -1.347

0.009

1.0

0.03

0.0175

0.075

0.075

-1.125 -1.757

0.0035

1.0

0.015

0.006

0.054

0.054

-1.268 -2.222

0.0012

0.03

-

CON LOS DATOS EXPERIMETALES OBTENIDOS COMPLETAR EL CUADRO ANTERIOR. 1. Calculo de la concentración del ácido acético en el equilibrio (C) Vaso # 1 Para el NaOH > 1N =1M [NaOH] = 0.1M =0.1 N Gasto NaOH = 26.3 ml. Se sabe:



 

   

           

En la ecuación 2: #eq-g NaOH = 0.1 eq-g/L x0.0263L #eq-g NaOH = 0.00263 eq-g. En la Titulación: CH3COOH + Na

CH3COONa + H2O

Ley del punto de equivalencia # eq-g CH3COOH = # eq-g NaOH # eq-g CH3COOH =0.00263 eq-g En la ecuación 1: V CH3COOH = 20 ml. = 0.02 L [CH3COOH] =

 



=

 

[CH3COOH] = 0.1315 N Vaso # 2 Para el NaOH > 1N =1M [NaOH] = 0.1M =0.1 N Gasto NaOH = 0.021L. En la ecuación 2: #eq-g NaOH = 0.1 eq-g/L x0.021L #eq-g NaOH = 0.0021 eq-g. En la Titulación: CH3COOH + Na

CH3COONa + H2O

Ley del punto de equivalencia # eq-g CH3COOH = # eq-g NaOH # eq-g CH3COOH =0.0021 eq-g

En la ecuación 1: V CH3COOH = 20 ml. = 0.02 L [CH3COOH] =

 



=

 

[CH3COOH] = 0.105 N

Vaso # 3 Para el NaOH > 1N =1M [NaOH] = 0.1M =0.1 N Gasto NaOH = 0.014L. En la ecuación 2: #eq-g NaOH = 0.1 eq-g/L x0.014L #eq-g NaOH = 0.0014 eq-g. En la Titulación: CH3COOH + Na

CH3COONa + H2O

Ley del punto de equivalencia # eq-g CH3COOH = # eq-g NaOH # eq-g CH3COOH =0.0014 eq-g En la ecuación 1: V CH3COOH = 20 ml. = 0.02 L [CH3COOH] =

 



=

 

[CH3COOH] = 0.07 N

Vaso # 4 Para el NaOH > 1N =1M [NaOH] = 0.1M =0.1 N Gasto NaOH = 0.009L. En la ecuación 2: #eq-g NaOH = 0.1 eq-g/L x0.009L #eq-g NaOH = 0.0009 eq-g. En la Titulación: CH3COOH + Na

CH3COONa + H2O

Ley del punto de equivalencia # eq-g CH3COOH = # eq-g NaOH

# eq-g CH3COOH =0.0009 eq-g En la ecuación 1: V CH3COOH = 20 ml. = 0.02 L [CH3COOH] =

 



=

 

[CH3COOH] = 0.045 N

Vaso # 5 Para el NaOH > 1N =1M [NaOH] = 0.1M =0.1 N Gasto NaOH = 0.0035L. En la ecuación 2: #eq-g NaOH = 0.1 eq-g/L x0.0035L #eq-g NaOH = 0.00035 eq-g. En la Titulación: CH3COOH + Na

CH3COONa + H2O

Ley del punto de equivalencia # eq-g CH3COOH = # eq-g NaOH # eq-g CH3COOH =0.00035 eq-g En la ecuación 1: V CH3COOH = 20 ml. = 0.02 L [CH3COOH] =

 



=

 

[CH3COOH] = 0.0175 N

Vaso # 6 Para el NaOH > 1N =1M [NaOH] = 0.1M =0.1 N Gasto NaOH = 0.0012L. En la ecuación 2: #eq-g NaOH = 0.1 eq-g/L x0.0035L #eq-g NaOH = 0.00012 eq-g. En la Titulación: CH3COOH + Na

CH3COONa + H2O

Ley del punto de equivalencia

# eq-g CH3COOH = # eq-g NaOH # eq-g CH3COOH =0.00012 eq-g En la ecuación 1: V CH3COOH = 20 ml. = 0.02 L [CH3COOH] =

 

=

  

[CH3COOH] = 0.006 N

2. Calculo de Y (cantidad adsorbida de ácido acético /g de carbón) Vaso #1 Y = 0.15 N –  0.1315 N = 0.0185eq-g/Lx0.1Lx60 g/eq-g Y = 0.111 g Vaso #2 Y = 0.12 N –  0.105 N = 0.015eq-g/Lx0.1Lx60 g/eq-g Y = 0.09g Vaso #3 Y = 0.09 N –  0.07 N = 0.02eq-g/Lx0.1Lx60 g/eq-g Y = 0.12g Vaso #4 Y = 0.06 N –  0.045 N = 0.015eq-g/Lx0.1Lx60 g/eq-g Y = 0.09g Vaso #5 Y = 0.03 N –  0.0175 N = 0.0125eq-g/Lx0.1Lx60 g/eq-g Y = 0.075g Vaso #6 Y = 0.015 N –  0.006 N = 0.009eq-g/Lx0.1Lx60 g/eq-g Y = 0.054g CONSTRUIR LA ISOTERMA DE FREUNDLICH: Log X/m vs log C

Grafico Log Y vs Log C

Log C 0

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0 -0.2

-0.4

-0.6

Log K -0.8

-1.155, -0.921 -0.881, -0.955 -1.757, -1.125 -1.347, -1.046

-1

-0.979, -1.046 -1.2

-2.222, -1.268 -1.4

HALLAR GRAFICAMENTE LOS VALORES DE K Y b La grafica si cumple la ecuación de freundlich m=

 



 

m = 0.233 Sabemos: m = b = 1/n b = 0.233 m = 1/n = 1/0.233 n = 4.3  Además: Log K = - 0.736 Logb N = x > N=b x K =10-0.736 K = 9.264 El sistema obedece a la ecuación de Freundlich

Y=KCb Y = 9.264 C0.233

   y    g    o    L



Se debe incentivar a la búsqueda de elementos necesarios (reactivos) para los laboratorios, basándose en el apoyo de los alumnos.



Para una mejor compresión y una realización adecuada de las prácticas el profesor deberá dar la asesoría adecuada en un horario establecido.



Se debe procurar de que todas las mesas dispongan de los materiales y reactivos necesarios para lograr los objetivos de la práctica.





Guía de Laboratorio otorgado por el docente.



Enciclopedia Autodidáctica Lexus (Química), tomo VII Editores Lexus Colombia- 1997



Enciclopedia de la Ciencia y de La Técnica, tomo 8

Editorial Océano Barcelona- 1995