Prácticas #3 - Fisicoquímica

Práctica No.: Tema: Duración (horas) No. Grupos No.
Estudiantes (por Grupo)

DETERMINACIÓN DE LA ISOTERMA 2 3 3 grupos de 4 estudiantes
3
DE ADSORCIÓN DE UN SÓLIDO
Objetivos de la Práctica:
 Estudiar el fenómeno de adsorción de un soluto en disolución acuosa sobre carbón activado

 Determinar la relación existente de ácido acético adsorbido por carbón activado y la concentración de
equilibrio del ácido en la fase acuosa.
 Determinar el área superficial del carbón activado, aplicando las Isotermas de Freundlich, Langmuir.
Equipos, Materiales e Insumos:
 Anillos de hierro
 4 Matraces aforados 250mL
 5 Embudos
 Espátula
 5 Erlenmeyers
 5 Vasos Precipitados
 5 Tapones de hule
 Papel Filtro
 Agitador de vidrio
 Balanza Analítica
 Pipetas volumétricas de 50 mL.
 Soporte universal
 Carbón Activado
 Hidróxido de sodio (0,05 Mol/L)
 Ácido Acético (0,2 Mol/L)
 Fenolftaleína
Procedimiento:
a. Se pesan al centígramo cinco erlenmeyers limpios con sus tapones, se enumeran y se colocan en cada uno
de ellos 0.5 gramos de carbón activado, evitando que se produzca polvo de carbón. Se tapan los matraces y se
vuelven a pesar.
b. Partiendo de una solución de Acido Acético 0,2 mol/L prepare soluciones diluídas a concentraciones de: 0,1;
0,05; 0,025 y 0,0125 mol/L; 250 mL de cada una.
c. Verifique la concentración de cada una de las soluciones diluidas preparadas por medio de la titulación de
cada una de ellas con NaOH.
d. Se coloca en cada erlenmeyer 50 mL de ácido acético en sus distintas concentraciones preparado por dilución
de la solución original como se presenta en la siguiente tabla:
e. Agitar los erlenmeyers periódicamente durante media hora, hasta que se alcanza el equilibrio. Anotar la
temperatura ambiente.
f. Filtrar cada solución en un vaso de precipitado seco, previamente identificado.
g. Tomar dos alícuotas de 10 ml de cada una de las soluciones presents en los erlenmeyers.
h. Titular con NaOH (0,05 Mol/L), utilizando fenolftaleína como indicador.
i. Tomar nota de los volúmenes gastados de NaOH.
Resultados:
a. Calcular la concentración (c) en moles/L de ácido acético que está en equilibrio con el carbón activado.
b. Calcular el número de moles de ácido acético adsorbido por gramo de adsorbente (x).
c. Graficar 1/x vs 1/c y log(x) vs log(c). Determinar el número de moles de soluto por gramo de adsorbente
necesarios para cubrir totalmente la superficie (N), así como el coeficiente de adsorción (K).
d. Calcular el área superficial específica del adsorbente, considerando que el área superficial específica ( ) del
ácido acético es 21 (Ao)2, donde
Anexos:
REVISIÓN BIBLIOGRAFICA:
Como se puede observar de la figura 1, existen diferencias entre las moléculas ubicadas en la superficie de un
material en estado líquido o sólido, con respecto a las del interior del mismo. Las moléculas del seno sienten
mayor interacción que las de la superficie, en consecuencia, por descompensación de fuerzas para equilibrarse,
el material (en estado sólido, por ejemplo) tiende a reducir su energía, e interactúa con otra molécula de otra
sustancia como un gas. El resultado de esa interacción da origen al fenómeno de adsorción.
Figura 1. Esquema representativo de las moléculas en la superficie e interior de un material.
Comúnmente, se emplea el término de “adsorción”, para referirse estrictamente a la alta concentración de un

componente determinado sobre una superficie sólida o líquida, con respecto a la concentración existente en el
interior del material. La sustancia atraída hacia la superficie se llama Fase Adsorbida ó Adsorbato, mientras que
la superficie a la que se adhiere se denomina Adsorbente.
En general, se utilizan adsorbentes sólidos que a menudo tienen cavidades o imperfecciones (materiales
porosos) cuya área superficial por unidad de masa sobrepasa el área geométrica. Un ejemplo de estos
materiales lo constituyen las zeolitas, alúmina, carbón activado (empleado en la práctica), entre otras.
La preparación del carbón activado, se realiza generalmente a partir de carbones vegetales de madera, de
cáscara de coco, lignitos y turba. Los materiales obtenidos en la carbonización de la madera pueden ocupar
volúmenes grandes en ciertos gases, y las cantidades se pueden aumentar sometiendo el carbón a un proceso
de activación. Como resultado de este tratamiento, se eliminan del carbón los hidrocarburos y otras impurezas,
y al mismo tiempo se incrementa la superficie por reacción química con el agente oxidante usado como
activador.
La relación entre la cantidad de sustancia adsorbida por una adsorbente y la presión o concentración de
equilibrio a una temperatura constante, se denomina ISOTERMA DE ADSORCIÓN. Las Isotermas de Langmuir y
Freundlich se aplican únicamente a las isotermas de tipo I (monomoleculares). Brunauner, Emmet y Teller (BET)
modificaron la hipótesis de Langmuir para obtener una isoterma válida para la adsorción física en multicapas
(tipo II).
Una vez obtenido el número de moléculas necesarias para formar una monocapa, se puede estimar la superficie
del sólido adsorbente empleando un valoraproximado del área superficial ocupada por una molécula
adsorbida:
Referencias bibliográficas:
 Fisicoquímica Castellan Gilbert W. Fondo Educativo Interamericano, S. A.

 Fundamentos de Fisicoquímica Maron y Prutton. Editorial Limusa

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 Estudiar el fenómeno de adsorción de un soluto en disolución acuosa sobre carbón activado

Equipos, Materiales e Insumos:

h. Titular con NaOH (0,05 Mol/L), utilizando fenolftaleína como indicador.

i. Tomar nota de los volúmenes gastados de NaOH.

Figura 1. Esquema representativo de las moléculas en la superficie e interior de un material.

Comúnmente, se emplea el término de “adsorción”, para referirse estrictamente a la alta concentración de un

 Fisicoquímica Castellan Gilbert W. Fondo Educativo Interamericano, S. A.

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