ISOTERMAS DE ADSORCIÓN
Enviado por 20173246 • 11 de Octubre de 2019 • Documentos de Investigación • 770 Palabras (4 Páginas) • 72 Visitas
ISOTERMAS DE ADSORCIÓN:
Muestras de 2,00 g de pectina de naranja se pusieron en contacto con 60 mL de soluciones acuosas de Pb(II) de concentraciones iniciales (Co) de 100, 200, 300, 400 y 500 mg/L , a un pH de 5 debido a que en ese rango se obtiene un mayor porcentaje de adsorción, a temperatura ambiente por 6 a 7 horas(tiempo de contacto óptimo según los ensayos batch ) agitadas a una velocidad de 250 rpm.
Las fases se separaron por centrifugación y la cantidad de plomo remanente en la fase líquida se determinó por el método de Absorción Atómica.
La cantidad de iones Pb(II) adsorbidos por unidad de masa de pectina, qe (mg/g) fue calculada mediante la siguiente ecuación:
qe = 𝑉(Co − Ce ) m x 100
Dónde:
- V es el volumen de la solución de Pb(II) en litros.
- Co y Ce son las concentraciones inicial y final (mg/L) de Pb(II) en la solución respectivamente.
- m es la masa de adsorbente (g).
Tabla 1.1. Concentraciones iniciales de Pb(II) para el estudio de las isotermas.
MUESTRA | MASA DE PECTINA DE NARANJA (g) | [pic 1] (mg/L) |
1 | 2,00 | 100 |
2 | 2,00 | 200 |
3 | 2,00 | 300 |
4 | 2,00 | 400 |
5 | 2,00 | 500 |
Tabla 1.2. Datos para la isoterma de adsorción
Muestra | Co | Ce | % Remoción | qe mg/g |
1 | 100 | 75.1 | 24.9 | 7.47 |
2 | 200 | 90.2 | 54.9 | 32.94 |
3 | 300 | 103.6 | 65.467 | 58.92 |
4 | 400 | 110.8 | 72.3 | 86.76 |
5 | 500 | 201.2 | 59.76 | 89.64 |
Con los datos de la Tabla 1.2. se graficó la Figura 1.1 que muestra el efecto de la concentración inicial del Pb(II) en el porcentaje de remoción del ion metálico. La Figura 1.2 muestra la isoterma de adsorción con los datos experimentales obtenidos. La isoterma de adsorción se obtuvo relacionando la capacidad de adsorción (qe) expresado en mg /g de Pb de pectina versus la concentración del Pb(II) en equilibrio (Ce).
[pic 2][pic 3]
En la Figura 1.1. se aprecia que el porcentaje de remoción del Pb(II) disminuyó con el incremento de la concentración del ion metálico Pb(II).
[pic 4][pic 5]
En la Figura 1.2 se observa que, cuando las concentraciones iniciales de Pb(II) variaron desde 100, 200, 300, 400 y 500 mg/L, la cantidad adsorbida por unidad de masa (qe) se incrementó con el aumento de la concentración del metal.
ISOTERMA DE LANGMUIR
La ecuación de la isoterma de Langmuir es:
𝑞𝑒 = 𝑞𝑒,𝑚𝑎𝑥.𝐾L.𝐶𝑒/ 1 + 𝐾𝐿.𝐶𝑒
Donde:
- 𝑞𝑒 es la cantidad de Pb(II) adsorbido por unidad de masa de pectina (mg/g).
- 𝑞𝑒,𝑚𝑎𝑥 es la capacidad de monocapa (mg/g)
- 𝐾𝐿 es la constante de equilibrio de Langmuir
- 𝐶𝑒 es la concentración de equilibrio de la solución (mg/L)
La isoterma de Langmuir puede ser representada para el ajuste de los datos experimentales mediante la siguiente forma lineal:
𝐶𝑒/ 𝑞𝑒 = 𝐶𝑒 /𝑞𝑒,𝑎𝑥 + 1 /𝑞𝑒,𝑚𝑎𝑥𝐾L
Los valores calculados para la construcción de la isoterma de Langmuir son mostrados en la Tabla siguiente:
Tabla1.3. Valores para la isoterma de Langmuir
M (g) | V (L) | muestra | Co (mg/l) | Ce (mg/l) | qe mg/g | Ce/qe |
0.2 | 0.06 | 1 | 100 | 75.1 | 7.47 | 10.0535475 |
0.2 | 0.06 | 2 | 200 | 90.2 | 32.94 | 2.73831208 |
0.2 | 0.06 | 3 | 300 | 103.6 | 58.92 | 1.75831636 |
0.2 | 0.06 | 4 | 400 | 110.8 | 86.76 | 1.27708621 |
0.2 | 0.06 | 5 | 500 | 201.2 | 89.64 | 2.24453369 |
[pic 6][pic 7]
.
a | -0.033 | a=1/qe max |
| Qe max | -30.303030 |
b | 7.4438 | b=1/qemax*kl |
| kl | -0.0044332 |
La forma lineal de la ecuación de Langmuir para la adsorción de Pb(II) sobre pectina se da en la siguiente expresión:
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