LABORATORIO N° 3 COMPARATIVA DE TRATAMIENTO TERCIARIO

                                   [pic 1][pic 2]

Universidad de Santiago de Chile

Facultad de Ingeniería

Departamento de Ingeniería Química

Fundamentos de Ingeniaría Ambiental

LABORATORIO N° 3

COMPARATIVA DE TRATAMIENTO TERCIARIO

Asignatura                : Fundamentos de Ingeniería Ambiental

Fecha entrega                 : Domingo 03, Marzo 2019

RESUMEN

Esta tercera y última experiencia de laboratorio, realizada el 9 de enero de 2019 en el departamento de Ing. Química de la Universidad de Santiago, tuvo como objetivo principal comparar dos métodos terciarios para el tratamiento de aguas contaminadas con NH4+ : Adsorción a través de turba magallánica v/s Absorción a través de membrana.

Para ambos métodos se utilizaron dos soluciones, una de hidróxido de amonio (0.5 mL de NH4OH enrasando con agua hasta los 1000 mL) sometida a tratamiento, y otra de ácido sulfúrico (12.5 mL de H2SO4 enrasando con agua hasta los 1000 mL) para titular, la cual luego fue diluida obteniendo una concentración igual a 0,015 M.

Como primera parte se realizó el tratamiento por adsorción a través de turba magallánica, para lo cual se agregó la misma cantidad de dicha turba a seis matraces para luego ser llenados con solución de NH4OH hasta el borde. Cada matraz fue agitado por un tiempo determinado (3, 6, 12, 18, 24 y 30 minutos), y una vez terminado dicho tiempo se tomaron 20 mL de cada muestra para ser valoradas en muestra y contramuestra de 10 mL cada una. Los resultados, en promedio, para cada muestra en orden creciente sobre el tiempo de agitación fueron los siguientes: 2,75; 4,15; 3,45; 2,90; 3,00; y 2,85 mL de solución de ácido sulfúrico añadidos para alcanzar el punto de equivalencia.

La segunda parte consistió en absorción con membranas, para lo cual se utilizó una membrana hidrofóbica y una bomba peristáltica de baja presión. Por un lado se conectó la membrana a la solución problema (NH4OH), y por el lado contrario, la solución absorbente (H2SO4). Se dejó funcionar el sistema por un total de 30 minutos, obteniendo muestras de la solución problema a los 3, 6, 12, 18, 24 y 30 minutos, las cuales fueron valoradas con ácido sulfúrico 0,015 M, se tomaron 20 mL de cada muestra para ser valoradas en muestra y contramuestra de 10 mL cada una. Los resultados, en promedio y en orden creciente según el tiempo transcurrido, fueron: 3,35; 2,70; 2,25; 2,25; 2,35; y 2,25 mL de ácido sulfúrico añadidos para alcanzar el punto de equivalencia.

Se concluyó que el tiempo óptimo para el proceso de adsorción es de 18 minutos, mientras que para la absorción es de 12; además, el porcentaje de extracción de NH4+ para el primer caso es de un 54,75% y para el segundo un 64,28%, se concluyó también que el método más eficaz es el de absorción por membrana.

INDICE

1.        OBJETIVOS        3

1.1        Objetivos Generales        3

1.2        Objetivos Específicos        3

2.        MARCO TEORICO        4

2.1        Absorción        4

2.2        Adsorción        4

2.3        Fisiadsorción        4

2.4        Velocidad de adsorción        5

2.5        Indicadores        5

2.5.1        Anaranjado de metilo        5

2.6        Reacciones de neutralización        5

2.7        Membranas        6

2.8        Membranas Hidrofóbicas        7

3.        APARATOS Y ACCESORIOS        9

3.1        Aparatos        9

3.2        Accesorios        9

3.3        Reactivos        10

4.        PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL        11

4.1        Adsorción        11

4.2        Absorción        11

5.        DATOS        13

5.1        Volumen de Reactivo utilizado para preparación de muestras.        13

5.2        Cantidad de tierra magallánica utilizada en la preparación de las muestras para tratamiento de Adsorción.        13

5.3        Datos adsorción        14

5.4        Datos Absorción        14

6.        RESULTADOS Y DISCUSIONES        15

6.1        Adsorción        15

6.2        Absorción        16

6.3        Porcentaje de extracción        17

7.        CONCLUSIONES        18

8.        RECOMENDACIONES        19

9.        NOMENCLATURA        20

10.        BIBLIOGRAFIA        21

APENDICE A: Datos intermedios

APENDICE B: Ejemplo de cálculo

1. OBJETIVOS

1. Objetivos Generales

Comparación de tratamientos terciarios para el NH4+.

1. Objetivos Específicos

• Obtener cinética de adsorción del NH4+.
• Obtener cinética de absorción del NH4+.
• Determinar el porcentaje (%) de extracción de NH4+para tratamiento de adsorción y absorción.

1. MARCO TEORICO

1. Absorción^[1]

Cuando dos fases en contacto son un gas y un líquido, la operación unitaria se llama absorción. Un soluto A, o varios solutos, se absorben de la fase gaseosa y pasan a la líquida. Este proceso implica una difusión molecular turbulenta o una transferencia de masa del soluto a través del gas B, que no se difunde y está en reposo, hacia un líquido C, también en reposo. Al proceso inverso de la absorción se le llama empobrecimiento o deserción, y a él se aplican las mismas teorías y principios básicos.

1.  Adsorción^[2]

En un proceso de adsorción se adsorben uno o más componentes de una corriente de líquido o de gas sobre la superficie o en los poros de un adsorbente sólido, y se logra la separación.

La extensión de superficie cubierta en la adsorción se expresa mediante la fracción de recubrimiento:

                                                                                          (2.1)[pic 3]

El recubrimiento puede ser expresado en función del volumen absorbido.

1.  Fisiadsorción^[3]

Este tipo de adsorción se da por fuerzas débiles y, generalmente, no específicas, tales como las fuerzas de van der Waals y de London. Tiende a alcanzar equilibrio muy rápidamente (tiene energías de activación muy bajas) y a ser reversible. Algunos autores distinguen dos tipos de adsorción física de van der Waals que se da cuando la sustancia permanece mayormente en la superficie del adsorbente y la Persorción se da en los casos en los que la sustancia parece penetrar a una profundidad apreciable.

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