Facultad de Ingeniería Escuela de procesos industriales

Laboratorio de procesos II Ingeniería Civil Química

Adsorcio n de azul de metileno sobre

carbo n activado

Integrantes: Simona Álvarez

Isaac Rabí

Katherina Rebolledo

Profesora: Denise Cifuentes

Temuco, 28 de Agosto 2015

Resumen

La adsorción imprima la transferencia de un constituyente de un fluido a la superficie de una fase sólida.

Para realizar la separación, el constituyente adsorbido debe separarse del sólido. La fase fluida puede ser

un gas o un líquido. Si varios constituyentes se adsorben en distintas proporciones, casi siempre es posible

separarlos en componentes relativamente puros.

En los procesos comerciales, el adsorbente generalmente tiene la forma de partículas pequeñas en un

lecho fijo. El fluido se hace pasar por el lecho y las partículas sólidas adsorben componentes del fluido.

Cuando el lecho está casi saturado, el flujo se detiene y el lecho se regenera térmicamente o por otros

métodos, de modo que ocurre una deserción. Así se recupera el material adsorbido (adsorbato) y el

adsorbente sólido queda listo para otro ciclo de adsorción.

Se utilizan muchos adsorbentes sólidos. Estrictamente hablando, el término adsorbente se aplica a un

sólido que retiene al soluto en su superficie por la acción de fuerzas físicas. Un ejemplo sería la adsorción

de vapores orgánicos en carbón. Las fracciones ligeras del gas natural se separan en la industria mediante

un lecho móvil de adsorbente.

Existen varios adsorbentes comerciales y algunos de los principales se describen en seguida. Todos se

caracterizan por grandes áreas superficiales de los poros, que van desde 100 hasta más de 2000 m*/g.

1. Carbón activado

2. Gel de sílice

3. Alúmina activada

4. Zeolitas tipo tamiz molecular

5. Polímeros o resinas sintéticas

Como objetivo principal de este práctico, realizaremos la adsorción de azul de metileno en carbón

activado, en donde extraeremos muestras diversos intervalos de tiempo, para luego medir la absorbancia

de cada muestra y finalmente crear la representación gráfica de la curva de calibración de tal modo que

podamos determinar las concentraciones de las diferentes muestras analizadas.

Como se mencionó en la descripción general de la metodología empleada, se hará uso de carbón activado,

éste es un material micro-cristalino que proviene de la descomposición térmica de madera, cortezas

vegetales, carbón, etc., y tiene áreas superficiales de 300 a 1200 m*/g con un promedio de diámetro de

poro de 10 a 60 A. Las sustancias orgánicas generalmente se adsorben carbón activado.

Se espera observar como resultado, la obtención de un componente en el sólido (carbón).

Introducción

Después de la filtración –que tiene por objeto retener sólidos presentes en un fluido-, no existe un sólo

proceso de purificación con más aplicaciones que el carbón activado. Entre ellas están:

Potabilización de agua (el carbón retiene plaguicidas, grasas, aceites, detergentes, subproductos de

la desinfección, toxinas, compuestos que producen color, compuestos originados por la

descomposición de algas y vegetales o por el metabolismo de animales…).

Deodorización y purificación de aire (por ejemplo, en respiradores de cartucho, sistemas de

recirculación de aire en espacios públicos, venteos de drenajes y plantas de tratamiento de agua,

casetas de aplicación de pinturas, espacios que almacenan o aplican solventes orgánicos…)

Tratamiento de personas con intoxicación aguda (el carbón activado se considera el “antídoto mas

universal”, y se aplica en salas de urgencias y hospitales).

Refinación de azúcar (el carbón retiene las proteínas que dan color al jugo de caña; el objetivo

fundamental de este proceso es evitar que el azúcar fermente y se eche a perder).

Decoloración de aceites vegetales (como el de coco), glucosa de maíz y otros líquidos destinados a

la alimentación.

Decoloración y deodorización de bebidas alcohólicas (como vinos de uva y destilados de cualquier

origen).

Recuperación de oro (el oro que no se puede separar de los minerales por los procesos de flotación,

se disuelve en cianuro de sodio y se adsorbe en carbón activado).

Este carbón poroso que atrapa compuestos, principalmente orgánicos, presentes en un gas o en un

líquido, lo hace con tal efectividad, que es el purificante más utilizado por el ser humano.

Los compuestos orgánicos se derivan del metabolismo de los seres vivos, y su estructura básica consiste

en cadenas de átomos de carbono e hidrógeno. Entre ellos se encuentran todos los derivados del mundo

vegetal y animal, incluyendo el petróleo y los compuestos que se obtienen de él.

A la propiedad que tiene un sólido de adherir a suu paredes una molécula que fluye, se le llama

“adsorción”. Al sólido se le llama “adsorbente” y a la molécula, “adsorbato”.

La capacidad de un carbón activado para retener una sustancia determinada no sólo está dada por su área

superficial, sino por la proporción de poros cuyo tamaño sea el adecuado, es decir, un poco adecuado

tiene un diámetro de entre una y cinco veces la molécula de que se va a adsorber. Si se cumple esta

condición, la capacidad de un carbón activado puede ser de entre el 20% y el 50% de su propio peso.

Hipótesis

Se observará como el azul de metileno (a una determinada concentración), se adsorbe en la columna que

contiene carbón activado, para así generar una separación.

Objetivos generales

Observar cómo se comporta el azul de metileno en la columna.

Objetivos específicos

Extraer muestras de azul de metileno en diferentes tiempos, después de atravesar la columna con carbón

activado.

Medir la absorbancia de cada una de las muestras en el espectrofotómetro.

Determinar a través de la medición de absorbancia de cada muestra, la concentración de cada una de

éstas.

Utilizar la curva de calibración, para calcular dichas concentraciones.

Relacionar la capacidad adsorbente del carbón activado, tiempo y absorbancia.

Método Experimental

A través de una columna, que posee carbón activado, se hará fluir azul de metileno, y se observara sus

cambios (si es que ocurren). En diferentes intervalos de tiempos se extraerán muestras las cuales serán

analizadas por el espectrofotómetro, el cual medirá la absorbancia (grado de turbidez). Para luego realizar

una curva de calibración, nos arrojara las concentraciones.

Conclusiones

Al realizar el experimento, notaremos cómo se comporta el azul de metileno, si cambia de color, o si se

ven resultados a la vista, además de los obtenidos a través de mediciones.

Bibliografía

http://www.carbotecnia.info/encyclopedia/que-es-el-carbon-activado/

http://www.sinia.cl/1292/articles-49990_01.pdf

Geankoplis, Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias, 3era Edición.

McCabe, Operaciones Unitarias en Ingeniería Química, Séptima Edición.