Practica 18 Isoterma de Adsorción del Sulfato de Cobre en Carbón Activado

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGIA
LABORATORIO I DE INGENIERIA METALURGICA

Practica 18

Isoterma de Adsorción del Sulfato de Cobre en Carbón Activado

La adsorción es el fenómeno de concentración (depósito) de una sustancia (adsorbato o soluto) sobre la superficie de un sólido o un líquido (adsorbente). La adsorción se debe a la presencia de fuerzas intermoleculares sin balancear, de las moléculas que se encuentran en la superficie de un sólido o un líquido (interfase), por lo cual atraen a las moléculas de otras sustancias con las que se ponen en contacto, equilibrando de esta manera las fuerzas atractivas y disminuyendo la energía superficial. La cantidad de soluto adsorbido es función de la naturaleza y área específica superficial del adsorbente y del soluto, así como de la presión (P) ó concentración (C) de este último y de la temperatura del sistema. A temperatura constante, se obtienen las isotermas de adsorción, que cuantifican la adsorción y se representan gráficamente en función de la concentración del soluto en el equilibrio (mmol de soluto/ml solución) contra la cantidad de soluto adsorbida (mmol soluto/g adsorbente). Existen diferentes modelos matemáticos para describir las isotermas que se obtienen experimentalmente. Cada modelo contempla una serie de consideraciones.

Objetivo

Determinar los parámetros de adsorción del Sulfato de Cobre para los modelos de isoterma de Langmuir, Freundlich y Temkin.

Metodología

1. Preparar 100 ml de solución de Sulfato de Cobre de las siguientes concentraciones: 0.01, 0.03, 0.05 y 0.07 M. Colocarlos en matraces Erlenmeyer de 250 ml.

2. Tomar una muestra de 10 ml de cada solución preparada y depositarla en un tubo de ensaye (10x100) o celda para espectrofotómetro. Medir la absorbancia a 590 nm de cada una de las muestras para realizar la curva de calibración.

3. Agregar 2 gramos de carbón activado a cada uno de los matraces para iniciar la adsorción.

4. Colocar los matraces en agitación mecánica por 30 minutos o hasta alcanzar el equilibrio.

5. Después de agitar por 30 minutos tomar muestras (10 ml) de la solución y someterlas a filtración para eliminar el carbón activado.

6. Leer la absorbancia de las muestras en el equilibrio a 590 nm. 

Cuestionario

1. Describa la Isoterma de adsorción de BET (Brunauer‐Emmett‐Teller). Diga para que se emplea rutinariamente y como puede derivarse la isoterma de Henry, Langmuir y Freundlich a partir de este modelo.

2. ¿Cuál es la diferencia(s) entre la isoterma de Freundlich y Langmuir?

3. Explique a que se debe el fenómeno de histéresis en la adsorción.

4. Haga un dibujo de los tipos isotermas que pueden suceder entre el soluto y el adsorbente.

Cálculos

1. Obtener la curva de calibración del Sulfato de Cobre, graficando la absorbancia obtenida 590 nm para cada concentración 0.01 a 0.07 M. Aplique una regresión lineal para obtener la curva patrón.

2. Utilizando la curva patrón, determine la concentración de Sulfato de cobre el en la solución después de alcanzar el equilibrio.

3. Por medio de un balance de masa, determinar los moles de nitrato de níquel adsorbido por gramos de carbón activado.

4. Obtenga la isoterma de adsorción graficando los datos experimentales de equilibrio.

Datos a reportar

Analizar los datos experimentales mediante las isotermas de adsorción de Langmuir, Freundlich y Temkin.

a) Langmuir

[pic 1]

b) Freundlich

[pic 2]

c) Temkin

[pic 3]

[pic 4]

2. Discuta sobre cuál de las isotermas describe mejor los datos experimentales. De acuerdo a esto, que se puede decir de la interacción entre el Sulfato de Cobre con el carbón activado. ¿Qué tipo de adsorción existe?

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