Adsorcion Del Acido Acetico Sobre Carbon Activado

(1)

UNIVERSIDAD NACIONAL

“Santiago Antúnez de Mayolo

”

FACULTAD

DE

CIENCIAS

DEL

AMBIENTE

ESCUELA PROF.: INGENIERIA SANITARIA

CURSO

:

FÍSICO-QUIMICA

TEMA

:

ADSORCIÓN

DEL

ÁCIDO

ACETICO

SOBRE

CARBON ACTIVADO

DOCENTE

:

EDSON

YUPANQUI

TORRES

ALUMNO

:

CADILLO

Licet

Jacqueline

FECHA

:

17-09-07

HUARAZ HUARAZ

–

INDEPENDENCIAINDEPENDENCIA

(2)

ADSORCIÓN DEL ÁCIDO ACETICO SOBRE EL CARBON ACTIVADO

Estudiar la adsorción de un soluto en solución acuosa sobre la superficie de un sólido.

La adsorción es un fenómeno de superficie por el cual el material adsorbido se adhiere a la superficie del adsorbente debido a la existencia de fuerzas superficiales no compensadas.

El tipo de interacción entre la molécula adsorbida y la superficie del sólido tiene un amplio campo de variación desde las fuerzas débiles no polares de vanderwaals hasta fuerzas de intenso enlace químico.

Las primeras se presentan en cualquier sistema a temperaturas bajas o moderadas, la adsorción resultante de estas fuerzas recibe el nombre de “adsorción física” y está relacionada con calores de adsorción bajos (menores de 10 Kcal/mol). Las fuerzas de enlace químico dan lugar a la “adsorción química” o “quimisorción” que es de naturaleza altamente específica y depende de las propiedades químicas del adsorbente y de la sustancia adsorbida. Esta adsorción se caracteriza por su alto calor de adsorción (10 y 100 Kcal/mol).

La cantidad de gas o de soluto adsorbido por un sólido depende del área específica de este, de la concentración en el equilibrio, de la naturaleza del las moléculas implicadas y de la temperatura. La relación entre la cantidad de sustancia adsorbida por gramo de adsorbente y la presión o concentración de equilibrio a temperatura constante se denomina “isoterma de adsorción”.

El estudio de la adsorción en numerosos sistemas indica que en muchos casos es aplicable la ecuación empírica siguiente llamado “isoterma de Freundlich”





 



_{      }

Donde:

X = Masa en gramos de soluto adsorbido m = Masa en gramos de adsorbente

C = Concentración del soluto en el equilibrio

K y b = Constante características del adsorbente y del soluto a una temperatura dada

I. OBJETIVOS:

(3)

Tomando logaritmo a la ecuación (1) se tiene:







            

GRAFICANDO: Log X/m vs Log C, se obtiene una línea recta a partir de la cual pueden hallarse las constantes K y b.

 Matraces de 250 ml. 7 unidades

 Vasos de precipitación de 250 ml. 7 unidades  Espátula.

 Porta embudos

 Buretas de 50 ml y 10 ml.

 Pipetas de 5ml, 10 ml, 25ml y 50 ml.  Fiola de 250 ml.

 Papel de filtro 6 unidades

 Carbón activado (1g para cada vaso).  Acido acético

 Hidróxido de sodio 0.1 M.  Fenolftaleína.

 Lavar y secar 7 matraces Erlenmeyer de 250 ml y enumerarlos.

 Colocar en 6 de ellos, aproximadamente 1 gramo de carbón activado (pesado

III. MATERIALES Y REACTIVOS:

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 Agregar a cada matraz 100 ml. De solución de acido acético de cada una de las

concentraciones siguientes: 0.15 M, 0.12 M, 0.09 M, 0.06M, 0.03 M, y 0.015 M.

 Al séptimo matraz que no contiene carbón activado se le agrega 100 ml. De

ácido acético 0.03 M (esta solución sirve testigo)

 Tapar los matraces y agitarlos periódicamente durante 30 minutos.  Filtrar las soluciones con papel filtro fino.

 Desechar los primeros 10ml. Como medida de precaución por la adsorción del

ácido por el papel filtro.

 Valorar porciones de 20 ml con solución de NaOH 01 M. empleando

fenolftaleína como indicador. Matraz nº Peso carbón activado Concentració n inicial del acido acético(c) Concentración en equilibrio del acido acético(M) (C) Gramos de acido acético adsorbidos (X) (gramos de acido acético/g carbón)

Log y Log C Gasto del NaOH (L) 0.03 -0.955 -1.046 -0.921 -1.046 -1.125 -1.268 -0.881 -0.979 -1.155 -1.347 -1.757 -2.222 0.0263 0.021 0.014 0.009 0.0035 0.0012 -V.

CÁLCULOS Y RESULTADOS:

X/m =Y 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 0.15 0.12 0.09 0.06 0.03 0.015 0.1315 0.105 0.07 0.045 0.0175 0.006 0.111 0.09 0.12 0.09 0.075 0.054 0.111 0.09 0.12 0.09 0.075 0.054

(5)

CON LOS DATOS EXPERIMETALES OBTENIDOS COMPLETAR EL CUADRO ANTERIOR.

1. Calculo de la concentración del ácido acético en el equilibrio (C) Vaso # 1 Para el NaOH > 1N =1M [NaOH] = 0.1M =0.1 N Gasto NaOH = 26.3 ml. Se sabe:

 

 

   

           

En la ecuación 2:

#eq-g NaOH = 0.1 eq-g/L x0.0263L #eq-g NaOH = 0.00263 eq-g.

En la Titulación:

CH3COOH + Na CH3COONa + H2O

Ley del punto de equivalencia # eq-g CH3COOH = # eq-g NaOH

# eq-g CH3COOH =0.00263 eq-g

En la ecuación 1: V CH3COOH = 20 ml. = 0.02 L [CH3COOH] =   =    [CH3COOH] = 0.1315 N Vaso # 2 Para el NaOH > 1N =1M [NaOH] = 0.1M =0.1 N Gasto NaOH = 0.021L. En la ecuación 2:

En la Titulación:

VI. CUESTIONARIO 6.1.

(6)

En la ecuación 1: V CH3COOH = 20 ml. = 0.02 L [CH3COOH] =   =    [CH3COOH] = 0.105 N Vaso # 3 Para el NaOH > 1N =1M [NaOH] = 0.1M =0.1 N Gasto NaOH = 0.014L. En la ecuación 2:

En la Titulación:

En la ecuación 1: V CH3COOH = 20 ml. = 0.02 L [CH3COOH] =   =    [CH3COOH] = 0.07 N Vaso # 4 Para el NaOH > 1N =1M [NaOH] = 0.1M =0.1 N Gasto NaOH = 0.009L. En la ecuación 2:

En la Titulación:

(7)

# eq-g CH3COOH =0.0009 eq-g En la ecuación 1: V CH3COOH = 20 ml. = 0.02 L [CH3COOH] =   =    [CH3COOH] = 0.045 N Vaso # 5 Para el NaOH > 1N =1M [NaOH] = 0.1M =0.1 N Gasto NaOH = 0.0035L. En la ecuación 2:

En la Titulación:

En la ecuación 1: V CH3COOH = 20 ml. = 0.02 L [CH3COOH] =   =    [CH3COOH] = 0.0175 N Vaso # 6 Para el NaOH > 1N =1M [NaOH] = 0.1M =0.1 N Gasto NaOH = 0.0012L. En la ecuación 2:

En la Titulación:

(8)

# eq-g CH3COOH = # eq-g NaOH

En la ecuación 1: V CH3COOH = 20 ml. = 0.02 L [CH3COOH] =   =    [CH3COOH] = 0.006 N

2. Calculo de Y (cantidad adsorbida de ácido acético /g de carbón) Vaso #1 Y = 0.15 N – 0.1315 N = 0.0185eq-g/Lx0.1Lx60 g/eq-g Y = 0.111 g Vaso #2 Y = 0.12 N – 0.105 N = 0.015eq-g/Lx0.1Lx60 g/eq-g Y = 0.09g Vaso #3 Y = 0.09 N – 0.07 N = 0.02eq-g/Lx0.1Lx60 g/eq-g Y = 0.12g Vaso #4 Y = 0.06 N – 0.045 N = 0.015eq-g/Lx0.1Lx60 g/eq-g Y = 0.09g Vaso #5 Y = 0.03 N – 0.0175 N = 0.0125eq-g/Lx0.1Lx60 g/eq-g Y = 0.075g Vaso #6 Y = 0.015 N – 0.006 N = 0.009eq-g/Lx0.1Lx60 g/eq-g Y = 0.054g

CONSTRUIR LA ISOTERMA DE FREUNDLICH: Log X/m vs log C 6.2.

(9)

HALLAR GRAFICAMENTE LOS VALORES DE K Y b La grafica si cumple la ecuación de freundlich

m =  



  m = 0.233 Sabemos: m = b = 1/n b = 0.233 m = 1/n = 1/0.233 n = 4.3 Además: Log K = - 0.736 Logb N = x > N=bx K =10-0.736 K = 9.264

El sistema obedece a la ecuación de Freundlich

Y = K C

b -0.881, -0.955 -0.979, -1.046 -1.155, -0.921 -1.347, -1.046 -1.757, -1.125 -2.222, -1.268 -1.4 -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 L o g y Log C

Grafico Log Y vs Log C

Log K

(10)

 Se debe incentivar a la búsqueda de elementos necesarios (reactivos) para los

laboratorios, basándose en el apoyo de los alumnos.

 Para una mejor compresión y una realización adecuada de las prácticas el

profesor deberá dar la asesoría adecuada en un horario establecido.

 Se debe procurar de que todas las mesas dispongan de los materiales y

reactivos necesarios para lograr los objetivos de la práctica.



 Guía de Laboratorio otorgado por el docente.

 Enciclopedia Autodidáctica Lexus (Química), tomo VII

Editores Lexus Colombia- 1997

 Enciclopedia de la Ciencia y de La Técnica, tomo 8

Editorial Océano Barcelona- 1995 VII. RECOMENDACIONES:

VIII. CONCLUSIONES:

Nos damos cuenta que el