Isotermas de Adsorcion Informe

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Laboratorio de Fisicoq!"ica II

Laboratorio de Fisicoq!"ica II

ISOTERMAS DE ADSORCI#N DE SOLUTOS

ISOTERMAS DE ADSORCI#N DE SOLUTOS

Pro$esor% Pro$esor%

'i$!era a!*!in, An%+al 'i$!era a!*!in, An%+al

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Fec(a de )a e&tre'a% Fec(a de )a e&tre'a%

Mi"rles :4 de ?!ni del :026 Mi"rles :4 de ?!ni del :026

Gr*o , Tr&o% Gr*o , Tr&o%

@AB Mi"rles de  22a# @AB Mi"rles de  22a#

Ciudad Universitaria, 27 de junio del 2016 Ciudad Universitaria, 27 de junio del 2016

ÍNTRODUCCI#N

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La adsorción es un fenómeno fisicoquímico de gran importancia , debido a sus La adsorción es un fenómeno fisicoquímico de gran importancia , debido a sus aplicaciones múltiples en la industria química y en el laboratorio .En particular , aplicaciones múltiples en la industria química y en el laboratorio .En particular , resulta fundamental en procesos químicos que son acelerados por la presencia de resulta fundamental en procesos químicos que son acelerados por la presencia de catalizadores cuyo estado de agregación es distinto al

catalizadores cuyo estado de agregación es distinto al de los reactivos .de los reactivos .

La adsorción de gases sobre carbón de madera fue observada por primera vez por La adsorción de gases sobre carbón de madera fue observada por primera vez por C.

C. W. W. c!eele "qc!eele "químico sueco, uímico sueco, descubridor del descubridor del cloro# en cloro# en $%%&, aunqu$%%&, aunque los primee los primerosros estudios sistem'ticos f

estudios sistem'ticos fueron realizados ueron realizados por (. de aupor (. de aussure en $)$*. ssure en $)$*. La adsorciónLa adsorción de sustancias en disolución se conoce por lo menos desde $%)+, por los trabaos de de sustancias en disolución se conoce por lo menos desde $%)+, por los trabaos de (. Lo-itz . urante la adsorción de un gas o de un soluto en disolución , sus (. Lo-itz . urante la adsorción de un gas o de un soluto en disolución , sus partíc

partículas ulas se acumuse acumulan sobre la supelan sobre la superficie de otro materrficie de otro material . la ial . la sustasustancia que sencia que se absorbe se denomina adsorbato y el material sobre el que lo !ace es el adsorbente absorbe se denomina adsorbato y el material sobre el que lo !ace es el adsorbente "el proceso inverso a la adsorción se conoce como

"el proceso inverso a la adsorción se conoce como desorcion#.desorcion#.

La adsorción se distingue de la adsorción se distingue de la absorción en que esta La adsorción se distingue de la adsorción se distingue de la absorción en que esta última implica la acumulación de la sustancia absorbida en todo el volumen del última implica la acumulación de la sustancia absorbida en todo el volumen del absorbente, no solamente en su

absorbente, no solamente en su superficie.superficie.

RESUMEN

RESUMEN

El

El obetivoobetivo de la e/periencia de adsorción, es trazar la isoterma para la adsorción de la e/periencia de adsorción, es trazar la isoterma para la adsorción de acetona con carbón activado a partir de soluciones acuosas y obtener las de acetona con carbón activado a partir de soluciones acuosas y obtener las const

constantes para la antes para la ecuaecuación de ción de 0reu0reundlicndlic!1 !1 la adsorción se da la adsorción se da de un de un sólidsólido porosoo poroso con es el carbón activado.

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material adsorbido se ad!iere a la superficie del adsorbente debido a la e/istencia material adsorbido se ad!iere a la superficie del adsorbente debido a la e/istencia de fuerzas superficiales no compensadas.

de fuerzas superficiales no compensadas.

urante la pr'ctica, se llevó a cabo la adsorción de acetona sobre carbón activado, urante la pr'ctica, se llevó a cabo la adsorción de acetona sobre carbón activado, por el cual es un

por el cual es un m8todom8todo físico, en donde interviene fuerzas similares a las de 9an físico, en donde interviene fuerzas similares a las de 9an der Walls1 en la adsorción aplicada. Las molaridades obtenidas e/perimentalmente der Walls1 en la adsorción aplicada. Las molaridades obtenidas e/perimentalmente son apro/imadas a las concentraciones de cada solución preparada, utilizando los son apro/imadas a las concentraciones de cada solución preparada, utilizando los volúmenes indicados.

volúmenes indicados.

:l realizar la gr'fica log "/;m# vs. log

:l realizar la gr'fica log "/;m# vs. log C "ver gr'fica <3 $# obtuvimos la pendiente yC "ver gr'fica <3 $# obtuvimos la pendiente y el intercepto de la recta, graficando, de donde encontramos

el intercepto de la recta, graficando, de donde encontramos los valoreslos valores de las de las constantes

constantes de de 0renlic! 0renlic! = = > > ).2$44 ).2$44 y y n n > > $.&)64.$.&)64.

?ealizada la pr'ctica podemos concluir, que la adsorción de los líquidos por los ?ealizada la pr'ctica podemos concluir, que la adsorción de los líquidos por los sólidos es tambi8n selectiva, así un sólido determinado adsorber' un líquido m's sólidos es tambi8n selectiva, así un sólido determinado adsorber' un líquido m's f'cilmente que otro, por lo que esta ser' desaloada por el primero, en nuestro f'cilmente que otro, por lo que esta ser' desaloada por el primero, en nuestro caso, la adsorción selectiva se inclina por la acetona separ'ndola del agua. @ara caso, la adsorción selectiva se inclina por la acetona separ'ndola del agua. @ara lograr un meor resultado se recomienda mantener tapadas los Erlenmeyers el lograr un meor resultado se recomienda mantener tapadas los Erlenmeyers el mayor

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ADSORCION

ADSORCION

LLa a aaddssoorrcciióón n ees s eel l ffeennóómmeenno o dde e ccoonncceennttrraacciióón n ""ddeeppóóssiittoo# # dde e uunnaa su

susstatanncicia a ""adadsosorbrbaato to o o sosollututo# o# ssobobre re lla a ssuupeperfrficicie ie de de uun n sósólilido do o o uunn líquido "adsorbente#.

líquido "adsorbente#.

La adsorción se debe a la presencia de fuerzas intermoleculares sin balancear, de La adsorción se debe a la presencia de fuerzas intermoleculares sin balancear, de llaas s mmooll88ccuullaas s qquue e sse e eennccuueenntrtraan n een n lla a ssuuppeerrffiicciie e dde e uun n ssóóllidido o o o uunn líquido "interfase#, por lo cual atraen a las mol8culas de otras sustancias con las líquido "interfase#, por lo cual atraen a las mol8culas de otras sustancias con las que se ponen en contacto, equilibrando de esta manera las fuerzas atractivas y que se ponen en contacto, equilibrando de esta manera las fuerzas atractivas y disminuyendo la energía superficial. La interfase puede serA

disminuyendo la energía superficial. La interfase puede serA ólido B gas. ólido B gas. ólido B líquido. ólido B líquido. Líquido B gas. Líquido B gas. Líquido B líquido. Líquido B líquido. : :??CCDD< < 00DDDDCC:: ::??CCDD< < FFDDGGDDCC:: $$. . DDnntteerraacccciioonnees s dd88bbiillees s aaddssoorrbbaatto o BB

adsorbente, del tipo 9an der Waals, dipoloH adsorbente, del tipo 9an der Waals, dipoloH dipolo, puentes de !idrógeno.

dipolo, puentes de !idrógeno.

$. Enlaces fuertes, del tipo covalente "se forma $. Enlaces fuertes, del tipo covalente "se forma un nuevo compuesto#.

un nuevo compuesto#.

22. . ::ddssoorrcciióón n rreevveerrssiibbllee.. 22. . IIeenneerraallmmeenntte e iirrrreevveerrssiibbllee.. &&. . 00oorrmmaacciióón n dde e mmoonno o o o mmuullttiiccaappaass.. &&. . 00oorrmmaacciióón n dde e mmoonnooccaappaass.. *. Calor de adsorción "entalpía# relativamente

*. Calor de adsorción "entalpía# relativamente bao, J5 > $ B

bao, J5 > $ B $K cal;mol.$K cal;mol.

*. Calor de adsorción elevado, J5 > +K B $KK *. Calor de adsorción elevado, J5 > +K B $KK cal;mol.

cal;mol. EemplosA adsorción de agua sobre el

EemplosA adsorción de agua sobre el desecantedesecante ssililicica a gegel, l, vavapporores es de de ddisisololveventntees s sosobbrere Cac

Cactivtivadoado, , depdepósiósito to de vapode vapor r de agua sobrede agua sobre vidrios, espeos, etc.

vidrios, espeos, etc.

E

EememplplososA A foformrmacacióión n de de ó/ó/idido o de de 0e0e, , popor r lala re

reacaccición ón dedel l o/o/ígígeneno o cocon n la la susupeperfrficicie ie dede obetos de 0e, algunas reacciones específicas obetos de 0e, algunas reacciones específicas de

de cacat't'llisisisis, , rereaaccccioionenes s cocovavalelentntes es paparara inmovilizar enzimas, etc.

inmovilizar enzimas, etc. La adsorción puede ser física "fisisorción# o química "quimisorción#A

La adsorción puede ser física "fisisorción# o química "quimisorción#A

La cantidad de soluto adsorbido es función de la naturaleza y 'rea específica La cantidad de soluto adsorbido es función de la naturaleza y 'rea específica superficial del adsorbente y del soluto, así como de la presión "@# ó concentración superficial del adsorbente y del soluto, así como de la presión "@# ó concentración "C# de este último y

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La cantidad de soluto adsorbida, se denota por la letra a. La cantidad de soluto adsorbida, se denota por la letra a.

Las isotermas e/perimentales que m's comúnmente se obtienen, sonA Las isotermas e/perimentales que m's comúnmente se obtienen, sonA

Ti*o I Ti*o I Iser#a #n#le!lar Iser#a #n#le!lar Iser#a de Lan$#!ir. Iser#a de Lan$#!ir. Ti*o II Ti*o II Iser#a

Iser#a li#le!larli#le!lar.. Iser#a

Iser#a de de ;.E.;.E...

Ti*o III

Ti*o III

Iser#a *!e se resena Iser#a *!e se resena

!and e1ise +a?a !and e1ise +a?a inerai-n adsr+a F inerai-n adsr+a F

adsr+ene adsr+ene

E/isten diferentes modelos matem'ticos para describir las isotermas que se E/isten diferentes modelos matem'ticos para describir las isotermas que se obtienen e/perimentalmente. Cada modelo contempla una serie de consideraciones, obtienen e/perimentalmente. Cada modelo contempla una serie de consideraciones, como se menciona a continuaciónA

como se menciona a continuaciónA

Isoter"a de adsorci-& de .e&r,

Isoter"a de adsorci-& de .e&r,

o

o (emperatura constante.(emperatura constante. o

o uperficie lisa y !omog8nea.uperficie lisa y !omog8nea. o

o uperficie MinfinitaN "adsorción sinuperficie MinfinitaN "adsorción sin

restricciones#. restricciones#.

o

o <o e/isten interacciones entre las<o e/isten interacciones entre las

mol8culas adsorbidas. mol8culas adsorbidas. La

La isisototererma ma de de 5e5enrnry, y, esestatablblecece e quque e la la adadsosorcrcióión n es es didirerectactamementnte e prpropopororciocionanal l a a lala concentración del soluto. Este modelo, linealiza la primera parte de una isoterma e/perimental concentración del soluto. Este modelo, linealiza la primera parte de una isoterma e/perimental del (ipo D ó del

del (ipo D ó del (ipo DD, y por lo (ipo DD, y por lo tanto, sólo se tanto, sólo se aplica a muy baas concentraciones.aplica a muy baas concentraciones.

o

o Isoter"a de adsorci-& de La&'"irIsoter"a de adsorci-& de La&'"ir

o

o (emperatura constante.(emperatura constante. o

o :dsorción localizada, sólo en sitios definidos "activos# de :dsorción localizada, sólo en sitios definidos "activos# de la superficie.la superficie. o

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o

o La energía de adsorción es la La energía de adsorción es la misma para todos los sitios de misma para todos los sitios de adsorción.adsorción. o

o N e1ise inerai-n enre las #l"!la adsr+idas.N e1ise inerai-n enre las #l"!la adsr+idas.

La isoter"a de La&'"ir )i&ea)i3a )a isoter"a de) Ti*o I4

La isoter"a de La&'"ir )i&ea)i3a )a isoter"a de) Ti*o I4 La adsorción m'/ima "am# indica la

La adsorción m'/ima "am# indica la m'/ima capacidad de adsorción "saturación monomolecular#m'/ima capacidad de adsorción "saturación monomolecular# del adsorbente.

del adsorbente.

Ecaci-& de La&'"ir )i&ea)i3ada

Ecaci-& de La&'"ir )i&ea)i3ada

ondeA ondeA

a > cantidad de soluto

a > cantidad de soluto adsorbida.adsorbida. @ ó C >

@ ó C > presión ó concentración del adsorbato.presión ó concentración del adsorbato. = > constante de Langmuir.

= > constante de Langmuir. am > adsorción m'/ima. am > adsorción m'/ima.

Isoter"a e"*!rica de adsorci-&

Isoter"a e"*!rica de adsorci-& de Fre&d)icde Fre&d)ic((

o

o (emperatura constante.(emperatura constante.

o

o uperficie rugosa "microporosa#.uperficie rugosa "microporosa#. o

o istribución e/ponencial de la energía de los siistribución e/ponencial de la energía de los sitios de adsorción.tios de adsorción. o

o <o supone la formación de una monocapa.<o supone la formación de una monocapa.

ondeA ondeA

a > cantidad de soluto

a > cantidad de soluto adsorbida.adsorbida.

$;n > constante que representa la velocidad de saturación del adsorbato. $;n > constante que representa la velocidad de saturación del adsorbato. m > constante empírica que indica la

m > constante empírica que indica la capacidad de adsorción y la afinidad del adsorbato por capacidad de adsorción y la afinidad del adsorbato por elel adsorbente. adsorbente. Ecaci-& de Fre&d)ic( Ecaci-& de Fre&d)ic( )i&ea)i3ada )i&ea)i3ada

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:unque la isoterma de 0reundlic! linealiza la :unque la isoterma de 0reundlic! linealiza la isoterma del (ipo D,no predice la adsorción isoterma del (ipo D,no predice la adsorción m'/ima y presenta desviaciones a valores m'/ima y presenta desviaciones a valores elevados de adsorción.

elevados de adsorción.

La ecuación de OrunauerHEmmettH(eller se emplea rutinariamente para la La ecuación de OrunauerHEmmettH(eller se emplea rutinariamente para la determinación del 'rea específica superficial total de un adsorbente. determinación del 'rea específica superficial total de un adsorbente. Este modelo de adsorción linealiza la isoterma

Este modelo de adsorción linealiza la isoterma del (ipo DD.del (ipo DD. En la teoría de

En la teoría de OE( se amplía la teoría del OE( se amplía la teoría del modelo de monocapa de Langmuirmodelo de monocapa de Langmuir mediante la introducción de ciertas suposiciones, que incluyen

mediante la introducción de ciertas suposiciones, que incluyen adsorción enadsorción en multicapa y la condensación capilar.

multicapa y la condensación capilar. La adsorción en la primera capa ti

La adsorción en la primera capa tiene lugar sobre sitios en la superficie de ene lugar sobre sitios en la superficie de energíaenergía !omog8nea.

!omog8nea.

Las mol8culas adsorbidas en la primera capa actúan como sitios de

Las mol8culas adsorbidas en la primera capa actúan como sitios de adsorción de laadsorción de la segunda capa y así sucesivamente, lo que en el caso mas si

segunda capa y así sucesivamente, lo que en el caso mas simple se apro/ima a unmple se apro/ima a un espesor infinito conforme la presión de vapor @v, se apro/ima

espesor infinito conforme la presión de vapor @v, se apro/ima a la presión de vapora la presión de vapor de saturación del líquido, @3 "presión de vapor de

de saturación del líquido, @3 "presión de vapor de líquido puro#.líquido puro#.

Las características de condensación y evaporación son id8nticas en todas las capas Las características de condensación y evaporación son id8nticas en todas las capas e/cepto en la primera. El calor

e/cepto en la primera. El calor de adsorción en la segunda y dem's capas sonde adsorción en la segunda y dem's capas son iguales al calor de condensación del gas "5v#.

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PROCEDIMIENTO

PROCEDIMIENTO

E5PERIMENTAL

E5PERIMENTAL

MATERIALES 6 REACTI7OS% MATERIALES 6 REACTI7OS%

Materia)es%

Materia)es%

Erlenmeyers, pipetas, buretas, vasos, fiolas, embudos, papel de filtro, soporte, Erlenmeyers, pipetas, buretas, vasos, fiolas, embudos, papel de filtro, soporte, baguetas, termómetros y cocinilla.

baguetas, termómetros y cocinilla.

Reacti8os%

Reacti8os%

olución

olución ≅≅0.10.1 N  N   de yodo, olución valorada de yodo, olución valorada ≅≅0.10.1 N  N   d e tiosulfato de sodio, d e tiosulfato de sodio,

:lmidón,

:lmidón,  NaOH  NaOH 11 N , N , H H 22SS OO4411 N  N yy66 N  N  , acetona y carbono activado., acetona y carbono activado.

PROCEDIMIENTO

PROCEDIMIENTO

Pre*araci-& de so)cio&es4

Pre*araci-& de so)cio&es4

a#

a# @repa@repare +KmL de ure +KmL de una soluna solución al $7 dción al $7 de almidóe almidón, para eln, para ello ponglo ponga a !ervir una a !ervir unosos 2KmL de agua destilada, agregue el almidón y disuelva, caliente !asta que la 2KmL de agua destilada, agregue el almidón y disuelva, caliente !asta que la solución se aclare, vierta en la fiola

solución se aclare, vierta en la fiola y enrase son agua destilada.y enrase son agua destilada. b#

b# @repa@repare una solre una solución Kución K.2 G de aceton.2 G de acetona, midiea, midiendo en una fndo en una fiola 2KKmiola 2KKmL de aguaL de agua destilada y agregando &mL de acetona @

destilada y agregando &mL de acetona @ "LFCDP< $#."LFCDP< $#.

c2

c2 @repare 2KKmL de solución K.K+, K.K2 y K.KK+ G de acetona a partir de la@repare 2KKmL de solución K.K+, K.K2 y K.KK+ G de acetona a partir de la

LFCDP< $. LFCDP< $.

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acetona y de agua destilada de acuerdo a la tabla <R $,

acetona y de agua destilada de acuerdo a la tabla <R $, en el erlenmeyer,en el erlenmeyer, con probeta aQada 2+mL de <a5 $<, y con pipeta volum8trica el con probeta aQada 2+mL de <a5 $<, y con pipeta volum8trica el volumen de la solución de Dodo correspondiente, agite vigorosamente volumen de la solución de Dodo correspondiente, agite vigorosamente durante &Ks y dee en reposo durante $K min. :gregue &KmL de una durante &Ks y dee en reposo durante $K min. :gregue &KmL de una solución de 52* $<, valore de inmediato con solución de tiosulfato. solución de 52* $<, valore de inmediato con solución de tiosulfato. Cuando la solución tome coloración amarillo paizo, aQada +mL de la Cuando la solución tome coloración amarillo paizo, aQada +mL de la solución de almidón y continúe valorando !asta que el color sea igual al solución de almidón y continúe valorando !asta que el color sea igual al dde e lla a ssoolluucciióón n aanntetes s dde e aaggreregagaddo o eel l DDoodo do ""aammaarrililllo o ccllaarroo##.. u

urarantnte e el el prprococeseso o mamantntenenga ga en en ererlelenmnmeyeyer er tatapapado do papara ra evevitaitarr volatilización de la acetona.

volatilización de la acetona.

Adsorci-&4

Adsorci-&4

a#

a# En un maEn un matraz setraz seco con taco con tapón, mipón, mida $KKmda $KKmL de soluL de solución de ación de acetona cetona y aQady aQadaa

≈11gg de de cacarbrbón ón aactctivivadado, o, agagitite e dudurarannte te 2 2 mmininuutotos s y y ffililtrtree

inmediatamente, en un embudo adaptado a un erlenmeyer seco, con tapa inmediatamente, en un embudo adaptado a un erlenmeyer seco, con tapa de corc!o, tapeel embudo con una luna de relo durante el filtrado. de corc!o, tapeel embudo con una luna de relo durante el filtrado. escarte $KmL iniciales del filtrado.

escarte $KmL iniciales del filtrado. b#

b# 9al9alore los filtraore los filtrados iguados igual l que en "9aloque en "9aloracración de ión de solsoluciucioneones s "b#"b##, usan#, usandodo para ello los mismos volúmenes de la tabla <R $ que usar' para las para ello los mismos volúmenes de la tabla <R $ que usar' para las correspondientes soluciones originales.

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TA/ULACI#N DE DATOS 6 

TA/ULACI#N DE DATOS 6 

RESULTADOS

RESULTADOS

TA/LA N9 :

TA/LA N9 :

H

H

CONDICIONES DE LA/ORATORIOCONDICIONES DE LA/ORATORIO T TEEMMPPEERRAATTUURRAA1199CC22 PPRREESSII##NN11""""..''22 ..UUMMEEDDAAD D RREELLAATTII77AA 1;2 1;2 : :22 446600 GG66

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A/LA N9

A/LA N9

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DADATOS TOS E5PERIMENTALESE5PERIMENTALES T

TA/LA A/LA N9<4:%N9<4:% VValrai-n de la alrai-n de la sl!i-n de idsl!i-n de id

N

NTTiiooss))$$aattoo 77TTiiooss))$$aattoo11""LL22 77IIooddoo11""LL22

0

0..00GGGG66 .. 2200

• TTA/LA A/LA N9<4<%N9<4<% Valraines de las sl!ines rearadasValraines de las sl!ines rearadas

So)ci-& & 7o)"e& 7o)"e& Aceto&a 1"L2 Aceto&a 1"L2 7o)"e& de 7o)"e& de so)ci-& de so)ci-& de Iodo 1"L2 Iodo 1"L2 7= 7= Tios)$ato Tios)$ato 1"L2 1"L2 0 0..::0000 :: 3300 22::..GG 0 0..00>>00 2200 3300 66..GG 0 0..00::00 2200 ::00 >>..44 0 0..0000>> 2200 >> ::..00

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T

T

A/LA N9

A/LA N9

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DADATOS TEORICTOS TEORICOSOS

• TTA/LA N9 A/LA N9 >4:%>4:% Pes a-#i de la aenaPes a-#i de la aena

Aceto&a

Aceto&a > $J#l> $J#l

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A/LA N9

A/LA N9

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RESULTADOSRESULTADOS..

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TA/LA N9 A/LA N9 @4:%@4:% Nú#er de e*!ivalenes de id anes 9Nú#er de e*!ivalenes de id anes 9 des!"s de ar+-n aivad

des!"s de ar+-n aivad

S

Soo))ccii--&& EEq q ee& & ssoo))ccii--&& EEq q ee& & BB))ttrraaddoo

0 0..::0000 ::..22GG>>11220055 22..4466::11220055 0 0..00>>00 :..4: 4GG::11220055 22..GG>>662211220055 0 0..00::00 2..22 244::5511220055 GG..00555566112200..55 0 0..0000>> ::..55>>11220033 ::..22>>11220033 TA/LA N9 @4<%

TA/LA N9 @4<% Pes de Aena anes 9 des!"s de Pes de Aena anes 9 des!"s de ar+-n aivadar+-n aivad

S

Soo))ccii--&& ??AAcceettoo&&a a aa&&tteess11''22 ??AAcceettoo&&aa

des*s1'2 des*s1'2 0 0..::0000 00..00::22:::: 00..0022440033 0 0..00>>00 00..00::440022 00..0022GG:: 0 0..00::00 00..0022225533 00..00004433 0 0..0000>> 00..0000:::: 00..0000::00GG TA/LA N9 @4>%

TA/LA N9 @4>% Cnenrai-n de Aena anes 9 des!"s de Cnenrai-n de Aena anes 9 des!"s de ar+-nar+-n aivad

aivad

S

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TA/LA N9 @4% Valres de K 9 n deer#inads en la $ra N:Valres de K 9 n deer#inads en la $ra N:

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Coo&&ssttaa&&tteess EE**eerrii""ee&&ttaa))

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n 22..55GG66 K

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A/LA N9

A/LA N9

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TA/LA PARA GRAFICOSTA/LA PARA GRAFICOS

• TTA/LA N9 A/LA N9 4:%4:% Das ara $ra N2 @JM vs CDas ara $ra N2 @JM vs C

S Soo))ccii--&& 55MM CC 2 2 00..::00GG5500 00..223366GG00 : : 00..0044::2244 00..0055::66:: 5 5 00..00::5555>> 00..0022>>0066 3 3 00..0000550000 00..0000555555 •

• TTA/LA N9 A/LA N9 4<%4<% Das ara $ra N: Das ara $ra N: @l$(JM) vs l$(C)@l$(JM) vs l$(C)

S

Soo))ccii--&& LLoo''1155MM22 LLoo' ' 11CC22

2

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CLCULOS

CLCULOS

:2

:2 CONCENTRCONCENTRACI#N ACI#N DE LDE LAS SOLAS SOLUCIONESUCIONES

o

o Cl!l de la nenrai-n de la sl!i-n de 9d a arir de laCl!l de la nenrai-n de la sl!i-n de 9d a arir de la

valrai-n n is!la.

valrai-n n is!la.

< "D2# >

< "D2# > S<"<a22&# / 9"<a22&#T;9"D2#S<"<a22&# / 9"<a22&#T;9"D2# < "D2# > "K.K664 / K.KK))L#;K.K$L

< "D2# > "K.K664 / K.KK))L#;K.K$L < "D2# > K.K)% <

< "D2# > K.K)% <

o

o Cl!l del nú#er de e*!ivalenes de 9d *!e reainan n laCl!l del nú#er de e*!ivalenes de 9d *!e reainan n la

aena.

aena.

Calculando los Ueq. de D2 que reacciona antes de agregar el

Calculando los Ueq. de D2 que reacciona antes de agregar el carbón activadoAcarbón activadoA @ara la solución $ "K,2<#A

@ara la solución $ "K,2<#A Ueq D2"reaccionan#

Ueq D2"reaccionan# > > Ueq D2 "valoraUeq D2 "valorado# B Ueq D2 "colocaddo# B Ueq D2 "colocados#os# Ueq D2"reaccionan#

Ueq D2"reaccionan# > > <"D2# / 9"D2# B <"<"D2# / 9"D2# B <"<a22&# / 9"<a22&#<a22&# / 9"<a22&# Ueq D2"reacc

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Calculando el peso de acetona antes de colocar el c

Calculando el peso de acetona antes de colocar el carbón activadoAarbón activadoA @ara la solución $A

@ara la solución $A

W"acetona# > SUeq"D2# /

W"acetona# > SUeq"D2# / 6,4%g"acetona#T;$eq"6,4%g"acetona#T;$eq"D2#D2# W"acetona# > S2.$6+/$KH&eq /

W"acetona# > S2.$6+/$KH&eq / 6.4%g"acetona#T;$eq6.4%g"acetona#T;$eq"D2#"D2# W"acetona# > K.K2$22&g.

W"acetona# > K.K2$22&g. e

e realirealiza za la la misma operacimisma operación ón para las para las dem's soluciodem's soluciones utilizando los nes utilizando los resuresultadoltadoss de la tabla < 3

de la tabla < 3 +, obteni8ndose los valores de la (abla < R +, obteni8ndose los valores de la (abla < R K4.K4.

Calculando el peso de acetona despu8s de colocar el carbón activadoA Calculando el peso de acetona despu8s de colocar el carbón activadoA @ara la solución $A

@ara la solución $A

W"acetona# > SUeq"D2# /

W"acetona# > SUeq"D2# / 6,4%g"acetona#T;$eq"6,4%g"acetona#T;$eq"D2#D2# W"acetona# > S$.%42/$KH&eq /

W"acetona# > S$.%42/$KH&eq / 6,4%g"acetona#T;$eq6,4%g"acetona#T;$eq"D2#"D2# W"acetona# > K.K$%K*g

W"acetona# > K.K$%K*g e

e realirealiza za la la misma operacimisma operación ón para las para las dem's soluciodem's soluciones utilizando los nes utilizando los resuresultadoltadoss de la tabla < 3

de la tabla < 3 +, obteni8ndose los valores de la (abla < R +, obteni8ndose los valores de la (abla < R K4.K4.

o

o 7alland la 7alland la nenrai-n nenrai-n de las sde las sl!ines de l!ines de aenaaena

Calculando la concentración de acetona antes de colocar el carbón activadoA Calculando la concentración de acetona antes de colocar el carbón activadoA @ara la solución $A

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<2

<2 ISOTISOTERMERMAS DE ADAS DE ADSORCSORCI#NI#N

o

o Deer#inai-n del es de aena adsr+ida (1) de ada sl!i-nDeer#inai-n del es de aena adsr+ida (1) de ada sl!i-n

@ara la solución $A @ara la solución $A

V > "Co B C# / @G "acetona# / 9 "acetona# V > "Co B C# / @G "acetona# / 9 "acetona#

V > "K.$)&K B K.$*46# mol;L / +)g;mol / K.K6L V > "K.$)&K B K.$*46# mol;L / +)g;mol / K.K6L V > K.$))*g.

V > K.$))*g.

?ealizando la misma operación para las dem's soluciones se tiene los resultados de ?ealizando la misma operación para las dem's soluciones se tiene los resultados de la (abla <R K).

la (abla <R K).

o

o Cl!l del es adsr+id r $ra# de adsr+ene (1J#).Cl!l del es adsr+id r $ra# de adsr+ene (1J#).

@ara la solución $, !aciendo uso de los

@ara la solución $, !aciendo uso de los datos de la (abla <R K* datos de la (abla <R K* y K)Ay K)A V;m > "@eso de acetona adsorbida#; "@eso de carbón activado#

V;m > "@eso de acetona adsorbida#; "@eso de carbón activado# V;m > K.$))*g.;K.6Kg.

V;m > K.$))*g.;K.6Kg. V;m > K.2K6&

V;m > K.2K6&

Los dem's valores de /;m se obtienen de

Los dem's valores de /;m se obtienen de la misma manera "(abla <R K6#la misma manera "(abla <R K6#

o

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Co&c)sio&es ,

Co&c)sio&es ,

reco"e&dacio&es

reco"e&dacio&es

CONCLUSIONES% CONCLUSIONES% 

 La diferencia entre adsorción química y física radica La diferencia entre adsorción química y física radica en el tipo deen el tipo de

interacciones entre el adsorbente y el adsorbato. En la

interacciones entre el adsorbente y el adsorbato. En la adsorción física lasadsorción física las interacciones predominantes son de tipo 9an der Walls ,

interacciones predominantes son de tipo 9an der Walls , mientras que en lamientras que en la adsorción química las interacciones semean enlaces químicos.

adsorción química las interacciones semean enlaces químicos.

 La formación de enlaces durante la adsorción química !ace que el La formación de enlaces durante la adsorción química !ace que el procesoproceso

sea m's selectivo, es decir que dependa marcadamente de la naturaleza de sea m's selectivo, es decir que dependa marcadamente de la naturaleza de las sustancias involucradas.

las sustancias involucradas.

 La cantidad de material absorbido en un La cantidad de material absorbido en un sistema depende de la temperaturasistema depende de la temperatura

 y la presión o la con

 y la presión o la concentración del adsorbato. i la centración del adsorbato. i la temperatura se mantienetemperatura se mantiene constante durante el e/perimento, el grado de adsorción puede estudiarse constante durante el e/perimento, el grado de adsorción puede estudiarse

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Discsi-& de res)tados

Discsi-& de res)tados

 Las constantes de la ecuación de 0reundlic! se obtienen al grLas constantes de la ecuación de 0reundlic! se obtienen al graficar logaficar log

"V;m# vs. Log C, el valor

"V;m# vs. Log C, el valor de la intersección de la recta de la intersección de la recta con el ee Y viene acon el ee Y viene a ser

ser log de =, siendo log = > K.6$*46, log de =, siendo log = > K.6$*46, la pendiente de la recta da cla pendiente de la recta da comoomo resultado el valor de la constante m

resultado el valor de la constante m > n > $.&)641 obteni8ndose finalmente> n > $.&)641 obteni8ndose finalmente la ecuación de 0reundlic!.

la ecuación de 0reundlic!.

 Los errores cometidos en la pr'ctica se Los errores cometidos en la pr'ctica se ven refleados en el c'lculo de laven refleados en el c'lculo de la

pendiente, podría ser consecuencia de la adsorción incompleta !ec!a por el pendiente, podría ser consecuencia de la adsorción incompleta !ec!a por el carbón al soluto, es decir se debió

carbón al soluto, es decir se debió agitar con m's fuerza y continuidad paraagitar con m's fuerza y continuidad para que toda la superficie del carbón adsorba la acetona.

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:=4<H CUESTIONARIO

:=4<H CUESTIONARIO

10.2.1.- ¿Qué aplicaciones tiene la adsorción? 10.2.1.- ¿Qué aplicaciones tiene la adsorción?

E

En n lla a eleliimmiinnaciación dón de e gases gases ttóxióxicos cos medimedianantte e lla a mmáscaráscara a de de gas, gas, y y dde e mmalalosos ol

olorores es en en llos os sisiststememas as dde e aconacondidiciciononamamiientento o de de aiairre e ; ; en en lla a pprrododuucccciión ón dede  v

 vaaccííoos s eellevevaaddoos s ; ; een n lla a ddeeccoolloorraacciióón n dde e ssoolluucciioonnees s ; ; een n eel l pprroocceesso o dde e tteeññiiddo o qquuee en

en bbuuena ena ppartarte e es es uun n pprrocesoceso o de de adadsorsorcición ón en en lla a fibfibrra a y y el el ananáláliisisis s qquuíímmiicoco par

para a lla a adsoradsorcición de ón de sustsustanancicias as exexttrrañañas as sosobrbre e lla supa supererficificie e de de llosos p

prreciecippiittados; ados; y y en en lla a pprrododuuccicción ón dde e espuespummas.as.  A

 Al l sseer r aaddssoorrbbiiddaas s cciieerrttaas s ssuussttanancciiaas s een n lla a iinntteerrssuuppeerrfificciie e lliiqquuiiddoo--ggaass, , ffoorrmmaann u

unna a ppelelíícuculla a dduurra a y y cohcohererenentte e ddel el llííququiiddo o enenttorno a orno a llas as buburrbbuujjas as dde e gas, gas, yaya qu

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:=4<4>4 JQ di$ere&cia eiste e&tre )a qi"isorsi-& , )a :=4<4>4 JQ di$ere&cia eiste e&tre )a qi"isorsi-& , )a Bsisorci-&K

Bsisorci-&K

La

La fifisisisorsorcición ón se se pprresentesenta a en en ttododas as llas as susuststanancicias. as. LaLas s mmololécuécullas as adadsorsorbbiiddasas se ad

se adhhiiereren en a a lla a susuppererfificicie e ddel el adadsorsorbbenentte e mmedediiantante e el el mmiismsmo o ttiippo o de de ffuuererzaszas qu

que e exiexiststen en en en llas as molmolécuécullas as dde e llos os gases gases a a alalttas as pprresiesionones es o o ffuuererzas zas dde e VVanan d

der er WWaaaalls. s. SSe e cacarractacterieriza za ppor or su su calcalor or de de aaddsorsorcición ón rrelelatatiivamvamenentte e bbajajo, o, quque e eses d

del el mmiismsmo o orordden en quque e llos os valvalorores es dde e vapvaporiorizacizaciónón, , llo o cucual al iinnddiicarícaría a quque e llasas f

fuuererzas zas qquue e rerettiienenen en llas as mmololécuécullaas s aaddsorbsorbiiddaas s en en lla a susuppererficificie e ddel el sólsóliiddo, o, sonson an

análálogaogas s a a llas as ffuuererzas zas dde e cohcohesiesión ón dde e llas as mmololéculéculas as en en el el estestado ado llííququiiddo. o. LLaa ad

adsorsorcición ón ocuocurrrre e en en capcapas as mmuullttiimmololecuecullarares, es, a a ttememppereratatuurras as bbajajas.as. L

La a ququiimmiisorssorsiión ón comcompprrenendde e ffuuererzas zas de de iinnttereracciacción ón dde e nnatatuurralaleza eza ququíímmiica ca enenttrree el

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:=4>4.OA DE DATOS

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/ib)io'ra$!a

/ib)io'ra$!a

• CCastastelelllan an GG. . ””FiFisisicoqucoquíímmiica”ca”, , 11rra a edediicición ón ,,edediittoriorial al FFononddo o EEdduucatcatiivovo

I

Innttereramamereriicancano,o,MMexiexico,co,1199778 8 , , ppags:ags:330066--330099

• A Allbbeerrtty y R. R. ,,DaDanniieells s FF, , ““CCuurrsso o FFiissiiccooqquuiimmiicca a EExxppeerriimmeennttaal l ””,,EEdd. . MMc c GGrraaww

H

Hiillll, , MMexiexico,co,11999977, , ppagags: s: 113322--113355

• MMararon on y y LLananddo o ““FFiisisicoqucoquíímmiica ca ””,,EEddiittoriorial al LiLimmuusa sa 11998877, , ppags ags : : 449988,,449999

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