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Informe Practica de Adsorción
Informe Practica de Adsorción
Informe Practica de Adsorción
ACTIVADO
Objetivo General: Realizar medidas cuantitativas de la adsorción del ácido acético por
el carbón activado y expresar los datos a través de una ecuación.
Objetivos Específicos:
Determinar la capacidad de adsorción del carbón activado.
Utilizar la ecuación de Freundlich y la de Langmuir de forma adecuada para
calcular la cantidad de adsorbato.
Realizar titulaciones acido-base.
Datos:
Concentración del NaOH: 0,0994 M
Temperatura del laboratorio: 26 °C
Volumen de NaOH gastado en la titulación de 3 ml de CH3COOH: 29,9 ml
Concentración Real inicial de CH3COOH: 0.9907 M
Erlenmeyer 1 2 3 4 5 6
CH3COOH Inicial nominal 0,5 0,25 0,1250 0,0625 0,0312 0,0156
Masa de carbón activado (g) 1,0326 1,16 0,9819 1,1231 1,0113 0,9946
Alícuota para titular (ml) 5 10 15 20 25 50
Vol. NaOH (ml) 24 23,5 17,2 10,8 7 6,1
Tabla 1. Datos Experimentales
Modelo de cálculo
La ecuación de Freundlich y Langmuir se desarrolló para cuantificar la cantidad de
adsorbato en la superficie del absorbente.
x
=Kc neq Ecuación 1
m
Donde:
x=masa del soluto, en gramos, absorbido por m gramos de adsorbente.
Ceq= concentración de la solución g/L en el equilibrio de adsorción.
K= Constantes que se pueden evaluar de la gráfica Log (x/m) vs Log (Ceq).
c eq
=I + I . K .C EQ
x Ecuación 3
m
Gráficas y resultados.
Erlenmeyer 1 2 3 4 5 6
[CH3COOH] Inicial
0,5 0,25 0,125 0,0625 0,0312 0,0156
nominal
[CH3COOH] Inicial
0,4954 0,2477 0,1238 0,0619 0,0310 0,0155
Real
Masa de carbón
1,0326 1,16 0,9819 1,1231 1,0113 0,9946
activado (g)
Alícuota para
5 10 15 20 25 50
titular (ml)
Vol. NaOH (ml) 24 23,5 17,2 10,8 7 6,1
[CH3COOH] Final.
Ceq (g/l) 28,6367 14,0201 6,8410 3,2216 1,6705 0,7279
[CH3COOH] Final
(M). Ceq 0,47712 0,23359 0,11397867 0,053676 0,027832 0,0121268
x: Masa de ácido
adsorbido 0,1432 0,1402 0,1026 0,0644 0,0418 0,0364
x/m (m ácido/m
cabón activado) 0,1387 0,1209 0,1045 0,0574 0,0413 0,0366
Log Ceq 1,4569 1,1468 0,8351 0,5081 0,2228 -0,1380
Log x/m -0,8580 -0,9177 -0,9809 -1,2413 -1,3841 -1,4366
Ceq/(x/m) 206,5200 116,0000 65,4600 56,1550 40,4520 19,8920
Tabla 2. Resultados Obtenidos
Log x/m Vs Log Ceq
0.00
-0.40 -0.20 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60
-0.20
-0.40
Log X/m
-0.60
-0.80
f(x) = 0.410396657699996 x − 1.4122114061821
-1.00
R² = 0.946150843400272
-1.20
-1.40
-1.60
Log Ceq
Ilustración 1. Grafica 1
Constante de
adsorción (k) 0,8689 4,8485 20,3891 80,2017 257,5591 1699,2081
Tabla 3. Constante de adsorción del carbón activado para cada concentración de ácido acético.
Ceq/(x/m) Vs Ceq
250.0
100.0
50.0
0.0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
Ceq
Ilustración 2. Grafica 2
Causas de error:
Los errores encontrados son inherentes al procedimiento y equipos, como la balanza
analítica al pesar la masa del carbón activado. Además, también se toma en cuenta que
existe el error al titular, se puede agregar una mayor cantidad de NaOH de la requerida para
la reacción en cada unidad experimental. La falta de recipientes limpios y secos afecta en
la actuación del carbón activado al adsorber otros compuestos que no hacen parte de los
factores.
Análisis de los resultados.
De los resultados se evidencia que, a menos concentración inicial de ácido acético, mayor
es la constante de adsorción. Por los anterior se puede plantear que el carbón activado es
más eficiente cuando las soluciones están en menor concentración; Esto se puede asociar a
que mientras más oxidado se encuentre un carbón activado, su química superficial incide
más en que aumente o disminuya su preferencia por moléculas con grupos ácidos o básicos.
El que aumente o disminuya esta preferencia, dependerá del carácter ácido o básico de los
óxidos que forman parte del carbón, y de la presencia de grupos ácidos o básicos en el
adsorbato. Por otro lado, el PH del del ácido acético disociado en agua es influyente para
favorecer la adsorción de las moléculas de este, teóricamente se dice que los compuestos
ácidos se adsorben mejor a valores de PH bajos, teniendo en cuenta que el ácido acético es
un ácido débil se espera que su adsorción sea moderada.
La adsorción que se presenta en esta practica es una Fisisorción, ya que entre el ácido
acético y carbón activado no hay formación de enlaces, pues no se modifica la estructura
del adsorbente. Para lograr esto el ultrasonido fue de vital importancia ya que este genera
vibraciones, lo cual permite una completa interacción entre el carbón activado y el ácido
utilizado. Este equipo permite que las molecular disueltas de carbón activado y ácido
acético se muevan libremente obteniendo mejor ubicación de los átomos en los espacios del
adsorbente.
Con este experimento se pudo recuperar el ácido absorbido por el carbón activado, lo que
confirma el carácter reversible del experimento y de la ausencia de reacción entre ambas
sustancias (ambas características de adsorción física).
De las graficas se evidencia una diferencia en la linealidad de la recta, siendo la gráfica
obtenida en base a la ecuación de Langmuir la que ofrece un mejor ajuste y así una mayor
tendencia de una línea recta, tal como lo indica el valor de R2 (0,9896). Aunque en ambos
casos los valores obtenidos tienen una alta tendencia a una línea recta, lo que indica unos
que los resultados del experimento son confiables.
APLICACIÓN DEL FENÓMENO:
Una de las aplicaciones más usadas para este fenómeno es el tratamiento de agua residuales
generadas por la industria química que contienen contaminantes orgánicos poco amigables
con el medio ambiente, como los fenoles. Se han desarrollado muchas técnicas para
descomponerse en dióxido de carbono y agua, pero desafortunadamente, a veces esta
descomposición produce compuestos refractarios, como ácidos de cadena corta (como el
ácido acético), pero se descubrió que el ácido aunque es difícil de degradar, se puede
separar del medio acuoso por adsorción con carbón activado, en el tratamiento de aguas
residuales convencional, la cloración se realiza como pretratamiento químico, debido a la
presencia de hipoclorito tiene un olor acuoso, pudiendo también separarse el hipoclorito
con carbón activado. El filtro de carbón activado tiene la capacidad de adherir determinadas
sustancias a su superficie (adsorción), por lo que se puede utilizar para eliminar sustancias
orgánicas, inorgánicas y biológicas que producen color, olor y sabor. Actualmente, muchas
casas están equipadas con filtros o tanques de agua, uno de los cuales suele ser de carbón.
Conclusiones
El carbón activado tiene una constante especifica de adsorción que varia según la
concentración de la solución a tratar.
Utilizar las alícuotas inadecuadas de acuerdo con la concentración de la solución, afectar el
proceso al aumentar el volumen de hidróxido de sodio requerido en la titulación, alterando
los resultados esperados.
Se evidenció que el ácido acético forma una capa alrededor del carbón interaccionando
mediante fisisorción sin reaccionar químicamente con este, ya que la adsorción ocurre en
las moléculas del ácido acético sobre la superficie del carbón activado.
Es necesario tener una linealidad apropiada para lograr una ecuación que se ajuste de
manera confiable al experimento.
Referencias
Revista Colombiana Ciencia Animal 2017; 9(2):164-170. Evaluación de un carbón
activado comercial en la remoción del colorante DB2. DOI:
doi.org/10.24188/recia.v9.n2.2017.512