ISOTERMA DE ADSORCION STARMEDIAINTRODUCCINLa adsorcin es un proceso por el cual los tomos en la superficie de un slido, atraen y retienen molculas de otros compuestos. Estas fuerzas de atraccin son conocidas como Fuerzas de Van Der Waals.Los experimentos sobre adsorcin, que con mas frecuencia se realizan, consisten en la medida de la relacin entre la cantidad de gas o liquido adsorbido, sobre una determinada cantidad de adsorbente. Estas medidas se realizaran a una temperatura constante y los resultados se representan grficamente en las llamadas Isotermas de Adsorcin. Lo que se mide experimentalmente es el volumen del liquido o gas adsorbido por una cantidad de adsorbente, o la variacin del peso que experimenta el adsorbente cuando ha estado en contacto con el adsorvato.La practica #5 denominada Isotermas de Adsorcin tiene como objetivos (1) Estudiar la adsorcin sobre el carbn vegetal (activado), de un soluto en disolucin acuosa; (2) determinar la relacin existente de cido actico adsorbido por carbn activado y la concentracin de equilibrio del cido actico en la fase acuosa y (3) determinar el rea superficial del carbn vegetal (activado) aplicando las isotermas de Freundlich, Langmuir y B.E.T.Para cumplir con los objetivos previamente expuestos se realizara la parte experimental Determinacin de la Isoterma de Adsorcin, de la cual se obtendrn los datos y valores correspondientes para la realizacin de las graficas de c/x vs. c, logv vs. logc y 1/v vs. 1/c.OBJETIVOS Estudiar la adsorcin sobre carbn vegetal (activado) de un soluto en disolucin acuosa. La adsorcin en la fase liquida es el resultado de dos fenmenos uno es la adsorcin fsica y la otra la qumica. La ecuacin de Freundlich es til para predecir el comportamiento del carbn activado en la mayora de las aplicaciones en la fase liquida, por ello, su gran importancia; cabe aclarar que la isoterma ser solo aplicable a las condiciones bajo las cuales se realizo la adsorcin. Determinar la relacin existente de cido actico adsorbido por carbn activado y la concentracin de equilibrio del cido en la fase acuosa. Determinar el rea superficial del carbn vegetal (activado) aplicando las Isotermas de Freundlich, langmuir y B.E.T.. Ya que si se desea obtener un esquema definido de lo que acontece en la superficie de un adsorbente, estimas de alguna manera el valor de la extensin de su superficie. Dado que la mayor parte de los slidos que se utilizan en los estudios de adsorcin son porosos, no ser posible medir directamente esta rea y por ello se recurre a la Isoterma B.E.T.CALCULOS PREVIOSObtencin de solucin de Hidrxido de sodio 0.4 M:[NaOH] = n NaOH / Vslndonde Vsln = 1 L, despejando nNaOHnNaOH = [NaOH] * Vsln = 0.4 mol/ L * 1 L = 0.4 molentonces,mNaOH = nNaOH * PMNaOH = 0.4 mol * 39.996 gr/ mol = 15.9984 ~ 16 grEsto significa que para obtener una solucin de hidrxido de sodio al 4 % es necesario diluir 16 gr del mismo en un litro de agua destilada.METODO EXPERIMENTALExperimento: Determinacin de la Isoterma de AdsorcinDATOS EXPERIMENTALESParte Experimental: Determinacin de la Isoterma de AdsorcinErlenmeyersGramos de carbn ml NaOH

12.00142.25

21.9995.2

31.9993.25

42.0082.1

51.9959

62.0112.5

Erlenmeyers[sln](mol/l)moles inicialesmoles finales[Ch3COOH]M

117.41.7400.05722.760

213.921.3920.03815.232

310.441.0440.0377.460

46.960.6960.0336.568

53.480.3480.0242.360

61.740.1740.0050.500

Para las graficas #1 y #2, se utilizaron los siguientes valores:c/x1/ v1/ clog vlog c

0.8410.0070.0442.1531.357

0.6800.0100.0661.9791.183

0.5060.0110.1341.9690.873

0.3320.0120.1521.9140.817

0.1630.0170.4241.7710.373

0.0840.08021.097-0.301

DISCUSIN DE RESULTADOSLa relacin entre la cantidad de sustancia adsorbida por un adsorbente y la presin o concentracin de equilibrio a una temperatura constante se denomina isoterma de adsorcin.Al graficar log v vs. log c, dio como resultado una lnea recta cuya pendiente positiva es igual a 1/n que es una constante. Esta isoterma es til para predecir el comportamiento del carbn activado en la mayora de las aplicaciones en fase liquido, evidenciando que a medida que aumenta la concentracin del cido actico en la solucin aumenta la cantidad o el volumen de la base titulante, retardando la llegada al equilibrio.En esa misma hoja se puede observar la recta 1/ v vs. 1/ c, esta isoterma es un modelo sencillo del comportamiento del fenmeno de adsorcin. Su magnitud depende de la temperatura. Esta lnea recta obtenida confirma la ecuacin de Langmuir e indica la superioridad de su validez frente a la isoterma de Freundlich.La grafica que relaciona la cantidad de cido adsorbido por gramo de carbn vs. la concentracin del cido, explica de forma mas completa el proceso que conduce a la formacin de multicapas, ya que las isotermas correspondiente que tienen forma s no dan lugar en la representacin de Langmuir a una lnea recta, y por consiguiente la teora expuesta del mismo no es aplicable en estos casos.Esta isoterma B.E.T. sugiere por su conducta que la adsorcin no solo una capa sino de varias. Cuando la isoterma es del tipo II, tiene un comportamiento como el que se observa en a grafica #1, y el punto B corresponde al volumen adsorbido necesario para dar una capa monomolecular del liquido en la superficie. De all, que el rea del slido para u peso definido de carbn activado de 1,99g sea de 0.0412 m2 (rea del carbn).Por lo tanto para que el cido actico halla sido adsorbido por el carbn activado sus molculas debieron de penetrar los poros del mismo, en consecuencia, los poros del carbn deben de tener un dimetro mayor que las molculas de impurezas, y en este caso se da.CONCLUSIONES1. Se verifico la exactitud y linealidad de la Isoterma de langmuir y de Freundlich, como factor importante en los estudios de adsorcin.1. A medida que aumenta la concentracin del cido actico (adsorbato) aumenta la relacin entre la cantidad adsorbida por gramo de carbono.1. El carbn activado pulverizado proporciona datos de adsorcin de manera eficiente y en un corto tiempo, debido a la velocidad por llegar al equilibrio.1. La isoterma B.E.T. es indispensable para medir el rea del carbn vegetal, ya que los estudios de adsorcin son muy irregulares y porosos y por ello no es posible obtener ese valor directamente.RECOMENDACIONES1. Aunque el tamao de las partculas del carbn no influyen directamente en la adsorcin, tal como lo reporta la bibliografa, resulta provechoso el empleo de carbn pulverizado para disminuir el tiempo de contacto necesario para que ocurra la adsorcin de manera apreciable.1. Se puede realizar esta experiencia practica con carbn granular durante el mismo tiempo de agitacin para estableces comparaciones con los resultados obtenidos con el carbn pulverizado.1. Cuando se emplea carbn activado pulverizado en los procesos de adsorcin es recomendable el empleo de filtros especiales para obtener una filtracin ms eficiente.1. Debido a las dificultades para determinar experimentalmente los calores d adsorcin, se pueden determinar por medio de ecuaciones de Vant' Of. Y a partir de la determinacin de las presiones necesarias para la adsorcin a dos temperaturas diferentes.1. Tambin se puede estudiar las pelculas superficiales empleando un equipo que se conoce como balanza superficial.BIBLIOGRAFIADANIELS A. Fsico-qumica.BARROW. Qumica fsica.MARROW. Fisicoqumica.CALCULOS TIPICOSConcentracin (c) en moles /L de cido actico que esta en equilibrio con el carbn vegetal:En el punto de equivalencia:nCH3COOH= n NaOH = [NaOH] * VNaOHPara [NaOH]=0.4 M y volumen gastado de la base igual a 0.14225LnCH3COOH = 0.4 mol/ L * 0.14225 L = 0.0569 molLa concentracin de cido actico en el Erlenmeyers #1 ser:[CH3COOH]= Clculos de los moles iniciales:M=mol/ L, si se despeja los moles quedara, mol= M * LCalculo del numero de moles de cido actico adsorbido por gramo de adsorbente:Para el Erlenmeyers #1:Clculos de los valores para la grafica de 1/ v vs. 1/ c:S VNaOH= 142.25mlsi c= 22.76 moles/ LClculos de los valores para la grafica de log V vs. log c:S V= 142.25 mlLog(142.25)= 2.15305Si c= 22.76Log(22.76)= 1.357Titular cada alcuota con NaOH al 40 %.FinAnotar la temperatura ambienteFiltrar cada solucin en un Erlenmeyers secoTomar una alcuota de 2.5 ml del erlenmeyers #1 y #2, de 5ml para #3 y #4 y de 10 ml para el #5 y #6Anotar la temperatura en la mezcla se torne transparente debido al cambio de sistema heterogneo en homogneoAgitar los 6 matraces por una hora.Adicionar a l erlenmeyers #1: 100ml CH3COOH, #2: 80ml CH3COOH, y 20 ml de H2O, #3: 60ml CH3COOH, y 40 ml de H2O, #4: 40ml CH3COOH, y 60 ml de H2O, #5: 20ml CH3COOH, y 80 ml de H2O, #6: 10ml CH3COOH, y 90 ml de H2OColocar dentro de cada erlenmeyers 2.00 g de carbn vegetal pulverizadoPesar nuevamente los erlenmeyers con el carbnPreparar las buretas, una con cido actico glacial, CH3COOH la otra con agua destiladaInicioPesar cada erlenmeyers con su respectivo tapnEnumerar y etiquetar 6 erlenmeyers

Absorcin por carbn activadoStarmedia

Realizar medidas cuantitativas de la adsorcin del cido actico por medio del carbn activado.Expresar los datos obtenidos en el laboratorio a travs de una ecuacin.Conocer los postulados tericos de Langmuir sobre la adsorcin de un adsorbato en la superficie de un adsorbente.Reconocer los diferentes usos de la adsorcin de un soluto lquido o gaseoso sobre un adsorbente, tanto en la industria como en los laboratorios de investigacin.Establecer las diferencias que existen entre la adsorcin fsica y la adsorcin qumica.Determinar que tipo de adsorcin fue la que se realiz durante la prctica de laboratorio.A partir de las concentraciones iniciales y de las concentraciones en el equilibrio observadas en el laboratorio, calcular la cantidad de cido adsorbido por el carbn activado.Deducir la ecuacin de Freudlich a partir de un grfico de Log (x/m) vs. Ceq., obteniendo de ste la pendiente y el intercepto.Escribir la ecuacin de Langmuir a partir de lo observado en una grfica de Ceq. / (x/m) vs. Ceq.Concluir a partir de las dos grficas, bajo que ecuacin (la de Freudlich o la de Langmuir), quedan mejor representados los datos obtenidos en el laboratorio.

2. DATOS Y OBSERVACIONESRotulamos 6 erlenmeyeres de 250 mls. del nmero 1 al 6. Pesamos cada uno de los erlenmeyeres vacos y adicionamos a cada 0.3 grs de carbn activado pesado en la balanza analtica. En un baln volumtrico de 200 mls. preparamos una solucin 0.5 N de CH3COOH por adicin de 50 mls de solucin de CH3COOH de concentracin 1 N y diluimos con agua destilada hasta 100 mls.Con una pipeta volumtrica de 50 mls. tomamos 50 mls. de la solucin de CH3COOH 0.5 N y los adicionamos al erlenmeyer #1.Con los 50 mls. de CH3COOH 0.5 N que quedaron en el baln preparamos por diluciones sucesivas soluciones de cido actico de concentraciones nominales: 0.25, 0.125, 0.0625, 0.03125, 0.0156 N. Tomamos 50 mls. de cada solucin que se prepara y los adicionamos a los erlenmeyeres 2, 3, 4, 5 y 6 respectivamente.Verificamos por titulacin con NaOH la concentracin real del CH3COOH.Agitamos los erlemeyeres por media hora aproximadamente para alcanzar el equilibrio de adsorcin entre la solucin de cido actico y carbn activado.Luego filtramos las soluciones, previa preparacin de los embudos con el papel de filtro.Titulamos con NaOH 0.088 N (ver clculos) cada una de las soluciones filtradas. Los volmenes de NaOH gastados fueron los siguientes:Concentracin (N)Volumen NaOH gastado (mls.)

0.528.5

0.2528.2

0.12520.1

0.062512.8

0.031257.8

0.01568.3

3. CALCULOSEstandarizacin del NaOH.V1N1 = V2N2(0.5 N)(10 mls.) = NNaOH (56.6 mls.)NNaOH = 0.088 NPara realizar los clculos debimos trabajar con una concentracin de NaOH de 0.08 N, con el fin de que la concentracin de cido en el equilibrio fuera menor que la concentracin de cido al final. Por lo tanto, esta aproximacin debe ser tenida en cuenta en las posibles causas de error de los resultados. Con la concentracin inicial real, C0, y la concentracin final de equilibrio, Ceq, calcular la cantidad, en gramos de cido actico adsorbido referidos a los 50 ml de solucin.Concentracin real inicial del cido = 0.5000 NConcentracin en el equilibrio del cido = 0.4560 N Concentracin = 0.0440 eq-gr. / LComo todo es referido a un litro de cido, sabemos entonces que el masa es de 0.0440 eq-gr0.0440 eq-gr *((60 grs. CH3COOH) / (1 eq-gr)Masa adsorbida de CH3COOH = 2.64 grs. Conocidos x, m, Ceq, elaborar el siguiente cuadro.[CH3COOH]inicial nominal (N)0.50.250.1250.06250.031250.0156

[ CH3COOH ]inicial real. C0 (N)0.50.250.1250.06250.031250.0156

Volumen de alcuota titulado (mls.)5.010.015.020.025.046.3

Volumen de NaOH agregado (mls.)28.528.220.112.87.88.3

[ CH3COOH ] final, Ceq. (N)0.45600.22560.10720.05120.02490.0143

X= masa de cido adsorbido (grs.)2.641.4641.0680.6780.37740.0756

X/m= mcido / mcarbn5.282.9282.1361.3560.75480.1512

Log ( x/m )0.7230.4660.3300.132-0.122-0.820

Log Ceq.-0.341-0.647-0.970-1,291-1.603-1.843

Ceq. / ( x/m )0.0860.0770.050.0.0380.0330.095

Realizar un grfico de Log (x/m) vs. Log Ceq.

Realizar un grfico de Ceq. / (x/m) vs. Ceq. De las dos grficas anteriores en la que ms se aproxime a un comportamiento lineal, calcular la pendiente y el intercepto.Como puede observarse en las grficas, la que tiene un comportamiento que se asemeja ms a una lnea recta es la primera. El programa Excel proporciona una ecuacin para la lnea de tendencia de los puntos de la grfica. La ecuacin es la siguiente:Y = -0.2765X + 1.0859Donde -0.2765 es la pendiente y 1.0859 es el intercepto.

ANALISIS DE CALCULOS Y RESULTADOSAl estandarizar el NaOH para conocer su concentracin real obtuvimos un valor para ste de 0.088 N; cuando comenzamos a realizar los clculos con ste, observamos que las concentraciones en el equilibrio daban mayores en algunos casos que la concentracin inicial, lo cual no era lgico debido a que como se estaba presentando una adsorcin de cido por medio del carbn activado, era de esperarse que la concentracin final o en el equilibrio de cido fuera menor a la inicial. Por lo tanto, para realizar los clculos trabajamos con un valor de 0.08 N para la concentracin de NaOH.Al observar las grficas realizadas en los numerales 3.3. y 3.4., observamos que la grfica de Log (x/m) vs. Log Ceq. presentaba una mayor tendencia a la lnea recta que la grfica de Ceq. / (x/m) vs. Ceq.; en esta segunda grfica observamos que el ltimo dato tena un comportamiento anormal respecto a los dems, por lo que esto debe ser considerado como una causa de error. Segn esto, podemos afirmar que los datos obtenidos durante la prctica quedan mejor expresados mediante la ecuacin de Freudlich, de la siguiente manera:Log (x/m) = Log (1.0859) - 0.2765Log Ceq.CAUSAS DE ERROR1. Es posible que haya habido errores en las mediciones de los pesos de los erlenmeyeres vacos y con el carbn activado.1. Al realizar las diluciones es posible que se haya agregado un poco ms de las cantidades debidas por defectos humanos.1. El tiempo de agitacin fue un poco menos de 30 minutos, y adems pudo no haber sido la adecuada por cansancio.1. Cuando filtramos, en el frasco nmero 6, parte del precipitado alcanz a pasar, por lo que la solucin obtenida al final contena cierta cantidad de carbn activado. Es posible que a esto se deba el hecho de que en la segunda grfica el dato correspondiente al erlenmeyer nmero 6 tena un comportamiento anormal.1. El volumen de la alcuota nmero 6 deba ser de 50 mls, pero por fallas solamente tomamos 46.3 mls.1. Al titular es posible que se haya agregado ms cantidad de NaOH de la necesaria, por errores de observacin.

5. PREGUNTAS Cules son los postulados tericos de Langmuir sobre la adsorcin de un adsorbato en la superficie de un adsorbente?La deduccin de la isoterma de adsorcin de Langmuir, implica cinco suposiciones:1 ) El gas adsorbido se comporta idealmente en la fase vapor.2 ) El gas adsorbido queda restringido a una capa monomolecular.3 ) La superficie es homognea, es decir, en las molculas gaseosas la afinidad es la misma en cada punto de adhesin.4 ) No hay interaccin lateral entre las molculas del adsorbente.5 ) Las molculas del gas adsorbido estn localizadas, es decir, no se mueven alrededor de la superficie.La mayora de las suposiciones que Langmuir us en su deduccin son falsas. Las superficies de la mayora de los slidos no son uniformes y la velocidad de adsorcin depende de la posicin de la molcula adsorbida. La fuerza entre molculas adsorbidas adyacentes es con frecuencia apreciable.Hay bastantes pruebas tericas y experimentales de que las molculas adsorbidas pueden moverse sobre la superficie; esta movilidad es mucho mayor para las molculas adsorbidas fsicamente que para las molculas adsorbidas qumicamente y aumenta a medida que lo hace la temperatura. Qu tipo de adsorcin se presenta en esta experiencia? Explicar.Durante la prctica realizada en el laboratorio, se present una adsorcin de tipo fsico debido a que no hubo reaccin qumica entre el cido actico y el carbn activado. Explicar tres usos prcticos de la adsorcin de un soluto lquido o gaseoso sobre un adsorbente.La adsorcin encuentra numerosas aplicaciones tanto en los laboratorios de investigacin como en la industria:1. La adsorcin de gases sobre los slidos se emplea en el laboratorio para preservar el vaco entre las paredes de las vasijas de Dewar diseadas para almacenar aire o hidrgeno lquidos. El carbn activado, al colocarse entre las paredes, tiende a adsorber todos los gases que aparecen como consecuencia de las imperfecciones del vidrio o por difusin a travs del vidrio.1. Tambin desempea un importante papel en la catlisis de las reacciones de gas por las superficies slidas.1. Las mscaras antigs son simplemente artefactos que contienen un adsorbente o conjunto de ellos que eliminan, por preferencia, los gases venenosos purificando as el aire de respiracin.1. Como aplicacin de la adsorcin desde las soluciones, podemos mencionar la clasificacin de los licores del azcar por el negro de humo, la remocin de la materia colorante de diversas soluciones, y la recuperacin de los tintes desde las soluciones diluidas en numerosos solventes.1. Tambin la adsorcin se ha utilizado para la recuperacin y concentracin de las vitaminas y otras sustancias biolgicas; y ahora encuentra su utilidad en el mtodo denominado anlisis cromatogrfico, que consiste en la evaluacin de pequeas cantidades de sustancia por al adsorcin progresiva de numerosos constituyentes presentes de forma simultnea en una solucin o gas. Establecer las diferencias entre adsorcin fsica y adsorcin qumica, con base a los siguientes parmetros:ParmetroAdsorcin fsicaAdsorcin qumica

AdsorbenteSlido o LquidoSlido o Lquido

AdsorbatoGas o LquidoGas o Lquido

Tipo de enlaceFuerzas intermoleculares de van der Waals relativamente dbiles.Enlaces qumicos relativamente fuertes.

Cambio de entalpaH A.F > H A.QH A.Q < H A.F

CubrimientoVarias capasMonocapa

ReversibilidadReversibleNo reversible

Tipo de enlace: En la adsorcin fsica, las molculas del gas se mantienen unidas a la superficie del slido, por medio de fuerzas intermoleculares de van der Waals relativamente dbiles. En la adsorcin qumica, se produce una reaccin qumica en la superficie del slido y el gas se mantiene unido a la misma a travs de enlaces qumicos relativamente fuertes.Cambio de entalpa:Los incrementos de entalpa que aparecen en la adsorcin qumica suelen tener una magnitud considerablemente mayor que los de la adsorcin fsica. Normalmente, H en la adsorcin qumica se encuentra en el intervalo de -40 KJ/mol a -800 KJ/mol; mientras que H para la adsorcin fsica est entre -4 KJ/mol a -40 KJ/mol, semejantes a las entalpas de condensacin de un gas.

CONCLUSIONES Para determinar a que ecuacin se ajustan ms los datos obtenidos durante la prctica se realizaron dos grficos: una de Log (x/m) vs. Log Ceq y otra de Ceq./ (x/m) vs. Ceq. La grfica que presente una mayor tendencia a la lnea recta es la que se ajusta ms a una ecuacin determinada. La primera corresponde a la de Freudlich y la segunda a la de Langmuir. En este caso en particular, los datos quedaron mejor representados con la ecuacin de Freudlich. La adsorcin fsica se caracteriza por: adsorbente slido o lquido, adsorbato gas o lquido, fuerzas de van der Waals dbiles como tipo de enlace, un cambio de entalpa mayor que en la adsorcin qumica, se forman varias capas y es reversible. Las caractersticas de la adsorcin qumica son: adsorbente slido o lquido, adsorbato gas o lquido, enlaces qumicos fuertes, cambios en la entalpa menores que en la adsorcin qumica, forma una monocapa y no es reversible. Langmuir se bas en los siguientes postulados para deducir su ecuacin, aunque muchos de ellos eran falsos:1. El gas adsorbido se comporta idealmente en la fase vapor.1. El gas adsorbido queda restringido a una capa monomolecular.1. La superficie es homognea, es decir, en las molculas gaseosas la afinidad es la misma en cada punto de adhesin.1. No hay interaccin lateral entre las molculas del adsorbente.1. Las molculas del gas adsorbido estn localizadas, es decir, no se mueven alrededor de la superficie. El tipo de adsorcin realizada durante la prctica fue de tipo fsico, debido a que no hubo reaccin qumica entre los reactivos utilizados. Algunos usos prcticos de la adsorcin son: preservar el vaco entre las paredes de las vasijas de Dewar diseadas para almacenar aire o hidrgeno lquidos, catlisis de las reacciones de gas por las superficies slidas, las mscaras antigs, clasificacin de los licores del azcar por el negro de humo, la remocin de la materia colorante de diversas soluciones, la recuperacin de los tintes desde las soluciones diluidas en numerosos solventes, recuperacin y concentracin de las vitaminas y otras sustancias biolgicas.

7. BIBLIOGRAFIACASTELLAN, Gilbert W. Fisicoqumica. EEUU: Addison-Wesley Iberoamericana S. A., 1987. Pgs. 422 - 431.FARRINGTON, Daniels. Fisicoqumica. Mxico: Compaa editorial Continental S.A. 1980. Pgs. 292- 294.MARON, Samuel H. Fundamentos de Fisicoqumica. Mxico: Editorial Limusa Wiley, S.A. 1972. Pgs. 822- 834

ResultadosTITULACION DEL CIDO ACTICOSolucin acuosa de cido acticoAlcuotas de 10ml (* alcuotas 11 ml)Volumen y concertacin de NaOH utilizados para neutralizar el cido actico.

Blanco1 ml NaOH 0.02N

0.2 N9.8 ml NaOH 0.2N

0.15 N7.0 ml NaOH 0.2N

0.12 N4.9 ml NaOH 0.02N

0.10 N43.2 ml NaOH 0.02N

0.08 N37.0 ml NaOH 0.02N

0.05 N23.3 ml NaOH 0.02N

LECTURA DE ABSORBANCIA Y TRANSMITANCIA EN EL ESPECTOFOTOMETRO DE LAS SOLUCIONES DECOLORANTE ORGNICO.Soluciones Estndar

Longitud de onda l max de 560nm

SolucionesAbsorbanciaTransmitancia

10 ppm0.27453.2 %

20 ppm0.47833.2 %

30 ppm0.75317.7 %

40 ppm1.0319.3 %

50 ppm1.5422.9 %

60 ppm1.9161.2 %

Soluciones Filtradas

Longitud de onda l max de 560nm

SolucionesAbsorbanciaTransmitancia

10 ppm0.00898.3 %

20 ppm--

30 ppm0.02594.3 %

40 ppm--

50 ppm0.03392.6 %

60 ppm0.09280.8 %

Los datos de absorbancia de las soluciones de 20 y 40 ppm son descartados debido a que presentan un alto margen de error.

ANALISIS DE RESULTADOS ABSORCIN DE AZUL DE METILENO CON CARBN ACTIVADOGrfica de Absorbancia contra concentracin de soluciones estndar de colorante orgnico.

Por regresin lineal se obtiene la ecuacin:A = -0.169 + 0.03337 C

Concentracin Inicial(ppm)Concentracin en Equilibrio(ppm)Concentracin adsorbida(ppm)Cantidad de soluto adsorbida(alcuota 80 ml)(gramos)

105.304.70.376 x 10-3

305.8124.191.935 x 10-3

506.0543.953.516 x 10-3

607.8252.184.174 x 10-3

Isoterma de adsorcin de Freundlich

Isoterma de Langmuir

ADSORCIN DE CIDO ACTICO CON CARBN ACTIVADOConcentraciones en equilibrio del cido actico

Concentracin Inicial(N)Concentracin en Equilibrio(N)Concentracin adsorbida(N)Cantidad de soluto adsorbida(alcuota 80 ml)(gramos)

0.20.1964 x 10-30.0192

0.150.140.010.048

0.120.0980.0220.1056

0.100.0860.01360.0652

0.080.0746 x 10-30.0288

0.050.0464 x 10-30.0192

Blanco4 x 10-3--

Isoterma de Langmuir

rea Especfica del Adsorbente

Isoterma de adsorcin de Freundlich

OBJETIVOSGenerales.1.1 Estudiar la adsorcin del cido actico en carbn activado, al igual que la del colorante orgnico (azul de metileno). 1.2 Estudiar la relacin concentracin - adsorcin y la influencia del rea de la partcula en este fenmeno.Especficos.2.1 Deducir la relacin emprica entre la adsorcin del cido actico utilizando carbn activado como adsorbente, al igual que la de un colorante orgnico. 2.2 Determinar los parmetros de las isotrmas de Freundlich y Langmuir para el sistema cido actico - carbn activado y colorante orgnico-carbn activado.2.3 Evaluar los residuales del colorante orgnico despus de la adsorcin, utilizando los principios de la ptica instrumental (espectrofotometra).CUESTIONARIO1. Existen dos tipos de adsorcin: I) fisisorcin y II) quimisorcin. La diferencia fundamental entre ambas es que en el caso de la fisisorcin la especie adsorbida (fisisorbida) conserva su naturaleza qumica mientras que durante la quimisorcin la especie adsorbida (quimisorbida) sufre una transformacin ms o menos intensa para dar lugar a una especie distinta. Como consecuencia existen otras diferencias tales como i) que en la fisisorcin, el gas (en un caso especfico) se adsorbe formando capa sucesivas (adsorcin en multicapas) mientras que en el caso de la quimisorcin, y debido al enlace qumico que existe entre la superficie del slido y el gas adsorbido, la adsorcin queda restringida a una monocapa, ii) el hecho de que en la quimisorcin ocurra una transformacin qumica origina que la energa de adsorcin sea importante, pudiendo alcanzar valores similares a las energas de reaccin. Por el contrario la fisisorcin es ms dbil y siempre exotrmica. Debido a esto la temperatura de desorcin de las especies fisisorbidas es generalmente menor que la de las especies quimisorbidas, iii) la fisisorcin es un fenmeno ms general y menos especfico, y iv) la transformacin qumica de la especie adsorbida (quimisorcin) requiere una cierta energa de activacin, que no es necesaria en la fisisorcin, por lo que esta ltima suele ocurrir a temperaturas menores. En algunos casos no es sencillo distinguir entre ambos tipos de adsorcin, ocurriendo, en algunas ocasiones, situaciones intermedias a las descritas anteriormente 2. Tipos de adsorcin que existen Es un proceso qumico que se aplica ms que todo para purificar corrientes lquidas o gaseosas, o limpiarlas de slidos suspendidos en ellas. En ste, uno o ms componentes de una corriente se adsorben en la superficie de un slido por adherencia y se lleva a cabo una separacin. Es una operacin de transferencia de masas que comprende el contacto de lquidos y gases con slidos.Entre las aplicaciones de este proceso en fase lquida estn la eliminacin de compuestos orgnicos del agua o de las soluciones orgnicas, la eliminacin de impurezas coloreadas de sustancias orgnicas y la eliminacin de diversos productos de fermentacin de descargas de fermentadores. Las separaciones incluyen la de parafinas de compuestos aromticos y la de fructuosa de glucosa utilizando zeolitas. Las aplicaciones en fase gaseosa incluyen la eliminacin de agua de hidrocarburos gaseosos, la de componentes azufrados del gas natural, la de disolventes del aire y de otros gases, y las de olores del aire.3. Aplicaciones generales de la adsorcin Se usa la mayora de las ocasiones en la purificacin de corrientes lquidas o gaseosas, en la decoloracin y para eliminar el sabor y olor de diversas sustancias que quedan finamente retenidas por los poros del adsorbente. 4. Ejemplos de adsorcin fsica usados industrialmente Algunas de las reacciones industriales ms importantes comprenden la catlisis heterognea, el uso de un catalizador presentado en una fase distinta a las especies reaccionantes,usualmente un catalizador slido en contacto con una disolucin gaseosa o lquida de los reactivos. Tal catlisis, superficial o heterognea, se cree que se efecta por adsorcin qumica de los reactivos sobre la superficie del catalizador.Los catalizadores de superficie se emplean en los convertidores catalticos de los automviles para convertir substancias que pueden ser contaminantes atmosfricos, por ejemplo CO y NO en substancias inocuas, por ejemplo CO2 y N2.5. Ejemplos de quimiadsorcin utilizados en la industria A temperatura constante, la cantidad adsorbida aumenta con la concentracin de adsorbato y la relacin entre la cantidad adsorbida (x) y la concentracin (C) de la disolucin en el equilibrio, se conoce como isoterma de adsorcin. Slo a muy bajas concentraciones x es proporcional a C. Por regla general, la cantidad adsorbida se incrementa menos de lo que indicara la proporcionalidad a la concentracin, lo que se debe a la gradual saturacin de la superficie y, en muchos casos, la isoterma se puede representar por una ecuacin de la forma:

siendo m la cantidad de sustancia adsorbente, K y n constantes para el sistema y temperatura dados. La constante n es, generalmente, menor que la unidad.Esta expresin se conoce como isoterma de adsorcin de FREUNDLICH. Su importancia a nivel industrial se debe a que gracias al conocimiento de esta, se podr elegir el adsorbente apropiado en un proceso definido, que tenga la mayor eficiencia posible, evitando desperdicios de material adsorbente.6. Isoterma de adsorcin y su importancia a nivel industrial Es el proceso opuesto a la adsorcin, que consiste en separar una molcula o tomo de una superficie a la que ha sido adherida. Cuando el lecho, que es el lugar en donde ocurre la adsorcin, acaba de cumplir su funcin de adsorbente, es decir se encuentra saturado el flujo se detiene y el lecho se regenera trmicamente o por otros mtodos, de modo que ocurre un proceso inverso, la desorcin. As se recupera el adsorbato y el adsorbente slido queda listo para otro ciclo de adsorcin.7. Desorcin8. Diferencia entre adsorcin y absorcinEs importante aclarar la diferencia entre adsorcin; tema de este informe, y la absorcin. En la adsorcin la retencin de molculas se lleva a cabo nicamente en la superficie del adsorbente y la sustancia retenida o adsorbida se le denomina fase adsorbida. En la absorcin la retencin se sustancias, compuestos o elementos se lleva a cabo en la estructura misma de la molcula de absorbente en la que se puede presentar un intercambio inico entre los componentes del absorbato y el absorbente (hay una reaccin qumica mas o menos permanente).El proceso de absorcin se presenta cuando una sustancia es qumicamente integrada en otra; por ejemplo: cuando usted bebe un vaso de agua, usted esta "absorbiendo" ya que el agua pasa a formar parte de usted; mientras que en la adsorcin, una sustancia esta siendo mantenida dentro de otra por efectos de un enlace fsico. Ejemplo: si usted derrama un vaso de agua en su pantaln, el agua de ese derrame ser adsorbida por las fibras de la tela, pero estar ah hasta que el agua se evapore. Anlisis Las diferentes sustancias orgnicas presentan una excitacin en sus molculas a una determinada longitud de onda, por esta razn se realizo la medicin en el espectrofotmetro con una longitud de onda de 560 nm , que es la longitud en la que las molculas de azul de metileno absorben energa y nos proporcionan la absorbancia en cada una de las soluciones, aspecto que es muy importante para la determinacin cuantitativa de estas. Con los datos obtenidos en el espectrofotmetro, se puede deducir que la absorbancia aumenta con la concentracin de las soluciones y la distancia que recorre el rayo de luz, debido a que hay mayor cantidad de analito ( mayor cantidad de molculas que adsorben energa para excitarse). Las cuales toman esta energa del ayo de luz, disminuyendo la intensidad de la radiacin, por lo que la transmitancia disminuye al aumentar la concentracin. La concentracin de azul de metileno en equilibrio por nmero de gramos adsorbidos por gramo de adsorbente.(C/Y), disminuye a medida que aumenta la concentracin en equilibrio, hasta la concentracin de 6.05ppm y luego se mantiene aproximadamente constante.(Isoterma de Langmuir) A mayor concentracin de las soluciones de azul de metileno, mayor fue la cantidad de azul de metileno adsorbida por 0.03 gramos de carbn activado. Por lo que la relacin (X/M) aumenta con estas. (Isoterma de Freundlich), donde el log ( X/M) aumenta con log C.CONCLUSIONES A mayor concentracin en las soluciones, mayor ser la cantidad de soluto adsorbida cuando se mantiene la cantidad de adsorbente constante. La concentracin de soluto en equilibrio por nmero de gramos adsorbidos por gramo de adsorbente.(C/Y), disminuye a medida que aumenta la concentracin en equilibrio. La absorbancia es directamente proporcional a la concentracin y la transmitancia es inversamente proporcional a esta Las sustancias orgnicas adsorben energa a una determina longitud de onda.