LABORATORIO DE SEDIMENTACION

RESUMEN

En la realización de la práctica, se estudia la sedimentación discontinua de suspensiones acuosas de carbonato de calcio precipitado en sedimentadores verticales se realizaron dos ensayos con concentraciones iníciales de 40g/L y 20g/L para determinar sus respectivas velocidades de sedimentación representadas en cada tabla para cada tiempo.

PALABRAS CLAVES: Sedimentacion, Velocidad de sedimentación, concentración, flujo

INTRODUCCION

La sedimentación es la operación unitaria que consiste en separar, por acción de la gravedad, un sólido finamente dividido del líquido en el que está suspendido. Como resultado de este proceso se obtiene un líquido claro (exento o con muy bajo contenido en sólidos) y una pasta más o menos espesa con un elevado contenido en sólidos.Existen tres tipos de sedimentación: Discreta, Con Floculación y Por Zonas. Esta operación unitaria puede llevarse acabo de forma continua o intermitente. Los sedimentadotes industriales, operan normalmente en régimen continuo.

PARTE EXPERIMENTAL

MATERIALES Y REACTIVOSSe utilizo una probeta de 1000mL marca Merck, agua y carbonato de calcio

PROCEDIMIENTOSe añaden 500mL de agua a la probeta seguidos de 10g de carbonato de calcio, se mide la mide la altura inicial de la suspensión, ho, usando la regla acoplada a cada probeta luego se toma la probeta de concentración y se agita intensamente para que la concentración sea lo más uniforme posible a lo largo de toda la probeta por último se deja la probeta en reposo y se va determinando la altura que ocupa la suspensión en función del tiempo, tomando para ello medidas de la altura de la suspensión (h) cada minuto. Se repite parauna cantidad de 20g.

RESULTADOS.EXCEL

ANALISIS DE RESULTADOSEn la gráfica obtenida para la primera concentración de 20g/L se pueden distinguir 3 zonas, la primera es una zona de velocidad de sedimentación constante, la concentración de partículas en este caso es constante (C0 =20g/L, la densidad de la solución se aproxima a la del agua). A partir del minuto 11,5 aproximadamente, se nota un cambio en la velocidad, ya no es lineal sino una curva, debido a que las partículas se están compactando y a la velocidad de desplazamiento ascendente provocada por la deposición de las partículas hace que frene dicha velocidad. Finalmente se llega a un descenso muy lento a velocidad lineal, que se debe

únicamente a la expulsión del agua que queda entre las partículas (se compacta).Las ecuaciones ajustadas para cada zona son:

Zona Lineal: h = -1,428t + 34,27Zona Polinómica: h = 0,012t2 - 1,093t + 29,06Zona Final: h = -0,033t + 6,741

Al derivar las ecuaciones podemos obtener las velocidades de sedimentación para cada zona.Zona Lineal: U = -1,428cm/minZona Polinómica: U = 0,012t - 1,093 cm/minZona Final: h = -0,033 cm/min

Para la concentración de 40g/L en la gráfica se distinguen 2 tramos. Se puede notar como la zona lineal es mucho mayor que para el caso de concentración de 20g/L . Las ecuaciones ajustadas son:Zona Lineal: h = -0,341t + 34,22Zona Polinómica: h = 0,021t2 - 3,263t + 133,9

Al derivar las ecuaciones podemos calcular las velocidades de sedimentación para cada zona.Zona Lineal: U = -0,341 cm/minZona Polinómica: U = 0,021t - 3,263 cm/min

Los datos obtenidos, las graficas y los cálculos realizados se presentan en la tabla descita en el archivo de Excel anexado.

CONCLUSIONESSe puede observar que a mayor concentración la velocidad de sedimentación es menor es decir que la concentración y la velocidad son inversamente proporcionales.Si se observa la grafica de H vs. t para cada suspensión, se puede comprobar que la velocidad de sedimentación en el caso de la concentración de 20g/L es mayor a la de 40g/L Esto es debido a que al depositarse las partículas, desplaza el líquido ascendentemente frenando a las partículas que descienden y este desplazamiento es mayor a mayor concentración de partículas.También se puede observar como al principio la velocidad de sedimentación es constante y a medida que la línea de la interfase se junta con el sedimento depositado, la velocidad disminuye, hasta que se llega a una recta prácticamente horizontal.