Adsorción Fiqui 2 Finalizado

Fsico-qumica metalrgica E.A.P Ingeniera Metalrgica UNMSM

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Per, DECANA DE AMRICA)FIGMMG

CURSO:Fsico-qumica metalrgicaPROFESOR RESPONSABLE:Ing. Luis Puente SantibaezINFORME DE LABORATORIO N1:AdsorcinALUMNO:Pea Lavado Xavier Kevin (13160070)

1. Resumen:La prctica de Adsorcin tuvo como objetivo principal comprender el mecanismo de la operacin de la adsorcin en base a fundamentos tericos como la isoterma de adsorcin e isoterma de freundlich, este mtodo fue utilizado para una solucin acuosa de cobre, el cual la sustancia principal para la adsorcin fue la resina catinica.Se comenz esta prctica con la preparacin de 5 soluciones de sulfato de cobre, estas fueron extradas de una solucin patrn de CuSO4(2.5 gCu/Lt), cada solucin preparada fue de diferente concentracin con un volumen de 250 ml, estas 5 soluciones nuevas fueron colocadas en matraces y de cada una se tom 1 ml de muestra. Luego a cada solucin se le coloco 4 ml de resina catinica y se agito por 20 minutos, separando 1 ml de muestra de cada matraz. Posteriormente luego de la toma de las 10 muestras correspondientes, tanto con resina y sin resina, se pas al espectrofotmetro para las medidas de transmitancia.Por el mtodo de espectrofotometra se determin la transmitancia ya mencionada, para esto se prepararon las muestras tomadas, la preparacin consisti en aadirle 6 ml de agua desionizada y 6 ml de amoniaco, una vez preparado la muestra es llevado al equipo para la medida requerida. Luego de la toma de lecturas se hall la absorbancia as como tambin la concentracin de Cu en las muestras con resina y sin resina.Finalmente la prctica concluye cumpliendo el objetivo planteado en la gua.

2. Objetivo:Determinar la isoterma de adsorcin para el sistema: cobre (solucin acuosa) resina de intercambio catinica.

3. Fundamento terico:.Adsorcin: Es una propiedad de superficie por la cual ciertos slidos captan con preferencia determinadas sustancias de una solucin concentrndolas en su superficie.Se presenta por la accin de fuerzas superficiales no compensadas en el slido y molculas de la sustancia adsorbida (absorcin fsica). Es una operacin reversible que permite regeneracin del adsorbente..Isoterma de adsorcin:Son diagramas generalmente para gases (vlido para soluciones diludas) donde se representa la concentracin de equilibrio del soluto en solucin en funcin de la cantidad de soluto adsorbido por unidad de masa de adsorbente a temperatura constante..Isoterma de Freundlich:Es una ecuacin emprica aplicable en operaciones de adsorcin, dentro de un pequeo intervalo de concentraciones, para soluciones diluidas.C = KDnde:C: Concentracin (final) de la solucin en el equilibrio, g/lX: Gramos de soluto adsorbidom: Volumen de adsorbente (litros de resina cationica)K,n : Constantes del sistemaLos gramos de soluto adsorbido X=V(Co- C)Dnde:V: Volumen del sistema, ICo: Concentracin inicial del soluto en solucin, g/l

Las constantes de la isoterma Freundlich se pueden determinar siguiendo dos mtodos:a) Linealizando la ecuacin para obtener la expresin Log C= LogK + nLog (X/m) y analticamente con datos experimentales de C y X/m se calculan valores de n y K que corresponden a la pendiente e intersecto de la recta C=f(X/m).b) Graficando datos experimentales de LogC y Log(X/m) deducir valores de n y K, mediante el asistente de grficos de hojas de clculo, para un grfico de tendencia lineal.

4. Mtodo experimentalSe prepara la adsorcin de cobre sobre partculas de la resina de intercambio inico. El sistema est constituido por un volumen de solucin diluda de sulfato de cobre que se agita con un volumen fijo de resina en cada prueba4.1 Equipo:.5 matraces de 500 ml.2 probetas de 100 ml.2 probetas de 10 ml.1 vaso de 1 litro..1 vaso de 500 ml.2 vasos de 250 ml.

4.2 Trabajo experimental:1. Fue necesario calcular el peso de CuSO4.5H2O que se usara para tener un litro de solucin que contenga 2.5 gr Cu/l . Este peso fue de 249.5 gr.2. Se tiene una solucin preparada con la concentracin de 2.5g Cu/litro de CuSO4. A partir de esta solucin preparada obtener por dilucin 4 soluciones de 250 ml de concentraciones 2.5; 2; 1.5; 1; 0.5g Cu/l. Se hallan los volmenes necesarios para cada concentracin y luego se las lleva a 250 ml a cada una.

C1 x V1= C2 x V2

* Para una concentracin de 2.5 gr Cu/lit: 2.5 x 250=2.5 x V2V2= 250 ml

* Para una concentracin de 2 gr Cu/lit:2x 250 = 2.5 x V3V3 = 200ml

* Para una concentracin de 1.5 gr Cu/lit:1.5x 250 = 2.5 x V4V4 = 150 ml

*Para una concentracin de 1 gr Cu/lit:1 x 250 = 2.5 x V5V5 = 100 ml

*Para una concentracin de 0.5 gr Cu/lit:0.5 x 250 = 2.5 x V5V5 = 50 ml

3. Disponer las 5 soluciones en los matraces, llevando al aforo (250ml). Luego separar de cada matraz una muestra de 1 ml, reservar para anlisis.4. Agitar cada solucin con resina catinica por 20 minutos y tomar muestras de 1ml de la solucin final para el anlisis.Preparacin de todas las muestras reservadas para anlisis:Concentracin Cu = Absorbancia /0.000786Para hallar la concentracin de la solucin en el sistema, multiplicar el resultado anterior por las veces en que se diluyo al preparar la muestra. (En este caso la muestra se ha diluido 7,5 veces).Concentracin Sistema = (Concentracin Cu x 7.5)/ 1000DILUCIN DE LAS MUESTRAS SIN RESINA, SU % DE TRANSMITANCIA, ABSORBANCIA Y CONCENTRACION FINAL DEL SISTEMA (gr Cu/Lt). EL FACTOR DE DILUCION ES 9.5ml MUESTRAS INICIALES [ ]DILUCIN%TRANSMITANCIA%ABSORBANCIACONCENTRACIN DEL SISTEMA (g Cu/Lt)

2.51ml muestra + 0.5ml NH3 + 6ml H2O48.90.3112.969

21ml muestra + 0.5ml NH3 + 6ml H2O58.90.2302.195




DILUCIN DE LAS MUESTRAS CON RESINA, SU % DE TRANSMITANCIA, ABSORBANCIA Y CONCENTRACION FINAL DEL SISTEMA (gr Cu/Lt).EL FACTOR DE DILUCION ES 9.5ml MUESTRAS INICIALES [ ]DILUCIN%TRANSMITANCIA%ABSORBANCIACONCENTRACIN DEL SISTEMA (g Cu/Lt)






PROCESAMIENTO DE DATOSSe tendrn datos de Concentracin en cada sistema:

1. Concentracin inicial (Co) y Concentracin final de equilibrio (C)g.Cu / litro.2. Calcular los gramos de Cobre adsorbido (x) = (Co C) V, V: litros del sistema.3. Calcular gramos de cobre por litro de resina = x / m, m: litros de resina.4. Graficar Log C en funcin de Log (x / m) y calcular las constantes K y n.5. Tabular valores de C y X/ m aplicando la ecuacin de Freundlich con K y n calculados en el paso 4.6. Graficar en un mismo diagrama la isoterma de equilibrio con datos experimentales y la isoterma segn ecuacin de Freundlich. Esta ltima es una correccin que sirve para el experimento siguiente de operaciones Adsorcin Desorcin.

CONSIDERAR 250 ml PARA CADA SISTEMAGRAMOS DE COBRE ADSORBIDO (X) V = 0.250Lt(Conc. Del Sistema Inicial - Conc. Del Sistema Final) V = XMUESTRAS CONCENTRACIN INICIAL(CO)CONCENTRACIN FINAL(C)X

2.52.9692.1280.21025

22.1950.5270.417

1.51.8991.1550.186

11.0110.620.09775

0.50.410.1810.05725

CALCULO DE LOS GRAMOS DE COBRE POR LITRO DE RESINA (r) m = 0.004 Ltr = x / m

MUESTRAS GRAMOS DE COBRE ADSORBIDOgr. Cu / Lt RESINA (X/m)

2.50.2102552.5625

20.417104.25

1.50.18646.5

10.0977524.4375

0.50.0572514.3125

GRAFICA LOG C EN FUNCIN DE LOG x/m PARA CALCULAR K y nLOG(X/m)LOG C

1.72070.328

2.0181-0.278

1.66750.063

1.3881-0.207

1.1557-0.726

*GRFICOS*1 GRAFICACon resultados calculados de C y X/m, graficar C en funcin de X/m

MUESTRAX/mC

2.552.56252.128

2104.250.527

1.546.51.155

124.43750.62

0.514.31250.181

*2 GRAFICA

Las constantes del sistema se determinan linealizando C=K(X/m) y obtener la ecuacin de la forma Log C = Log K + n Log (X/m)Se obtendrn de los resultados anteriores de C y X/m sus respectivos logaritmos:

MUESTRASX/mLog ( X / m)CLog C

2.552.56251.72072.1280.328

2104.252.01810.527-0.278

1.546.51.66751.1550.063

124.43751.38810.62-0.207

0.514.31251.15570.181-0.726

Aplicando algebra bsica Log C = Log K + n Log (X/m) obtenemos la nueva ecuacin corregida: Log C = 0.4579Log (X/m) + 1.6651, de donde: para la ecuacin C=K(X/m) hallamos los valores K y n.Log k = 1.6651K= 46.249n= 0.4579la nueva linea de tendencia potencial de la curva ser;C = (46.249(X/m)+0.4579)/1000Reemplazando valores de X/m en la ecuacin, obtenemos:X/mC

52.56252.431

104.254.822

46.52.151

24.43751.131

14.31250.662

8. Recomendaciones:.Lavar antes y despus de utilizar los instrumentos del laboratorio..Tener tiempo lmite para que trabaje cada grupo en un experimento distinto y as evitando que otros grupos no se pierdan pasos importantes en el experimento..Nuestra rea de trabajo debemos mantenerlo siempre limpio y evitando recargarlo con materiales innecesarios..En esta prctica presenta muchos errores que pueden ser minimizados con la ecuacin lineal hecha en una hoja de clculo (excel).

9. Conclusiones:.Ocurrieron algunas irregularidades en los experimentos, pues esto tal vez esto ocurri por una incorrecta dilucin o por un mal clculo en la preparacin de muestra..El % de absorbancia disminuye conforme la concentracin disminuye mientras que con el % transmitancia sucede lo contrario aumenta cuando la concentracin baja..Los valores de transmitancia tanto en las muestras con resina y sin resina sufrieron desviaciones considerables, por el cual nuestra grafica nos sale con pendiente negativa..La isoterma de Freundlich arroja una pendiente negativa, este incidente no lo esperbamos.

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