Adsorción de Ácido Acético Con Carbón Activado

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA Facultad de IngenieraDepartamento de Ingeniera Qumica y AmbientalLaboratorio de Propiedades Termodinmicas y de Transporte 2015721-9Vctor Vicente Martnez FarasSubgrupo N 2

INFORME N10: Curva de adsorcin de cido actico en carbn activadoAndrs Felipe Garca Ocampo[footnoteRef:1], Cristian Felipe Otlora Roa 2, Norma Katherine Ramrez Lpez 3 [1: : Estudiante Ingeniera Qumica-Universidad Nacional de Colombia ([email protected]) 2452182: Estudiante Ingeniera Qumica-Universidad Nacional de Colombia ([email protected]) 2452693: Estudiante Ingeniera Qumica-Universidad Nacional de Colombia ([email protected]) 245280]

Universidad Nacional de Colombia, Carrera 30 No. 45-03, Bogot D.C., Colombia.

Recibido 17/06/15

1. OBJETIVOS Determinar la curva de adsorcin de cido actico segn el cambio en la concentracin del cido. Corroborar que tan coherente da la isoterma obtenida experimentalmente, respecto a la otorgada por la literatura (isoterma de Langmuir). Analizar como el cambio de concentracin de cido actico afecta la adsorcin en carbn activado.

2. MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS UTILIZADOS.

2.1. Materiales 2 buretas de 50 mL. 2 pipetas de 10 mL. 1 pipeteador. 2 probetas de 100 mL. 2 vasos de precipitados de 100 mL. 2 vasos de precipitados de 250 mL. 2 dedos fros. 1 baln de 1000 mL. 2 matraces Erlenmeyer de 100 mL. 1 Agitador de vidrio. Papel filtro. 3 crisoles. 15 Recipientes con tapa de 90 ml.2.2. Reactivos Semillas de eucalipto. Carbn vegetal activo. cido Fosfrico 85% v/v. cido actico 0,5 M. NaOH 0,1 M. Fenolftalena. Agua.

2.3. Equipos Secador directo. Molino de martillos. Tamiz vibratorio. Cmara de extraccin. Plancha de calentamiento. Horno mufla de alta temperatura.

3. ECUACIONES EMPLEADASPara poder describir conveniente un fenmeno de adsorcin en equilibrio se hace uso de relaciones a temperatura constante, en otras palabras es necesario el conocimiento y construccin de isotermas para estimar la cantidad adsorbida. En el momento que un soluto se adsorbe sobre una superficie, una isoterma de adsorcin es una funcin del tipo , entendiendo como la cantidad de adsorbato presente en la interfase en equilibrio en una disolucin de concentracin C a una temperatura fija.Hay dos clases de isotermas de adsorcin en disolucin principales, la primera es la isoterma de Langmuir que considera la superficie de adsorcin homognea con una monocapa de molculas adsorbidas en posiciones fijas y sin interacciones laterales entre ellas, esta monocapa implica un recubrimiento completo en la superficie por tanto se tendr una cantidad mxima de adsorbato, ; la segunda es la isoterma Freundlich que es aplicable a superficies slidas heterogneas y con interaccin entre las molculas adsorbidas, expresa la cantidad adsorbida como proporcional a una potencia de la presin de adsorbente. A continuacin se muestra la forma general de las dos isotermas:

Figura 3.1. Isotermas de adsorcin de Langmuir y de FreundlichComo para esta prctica de laboratorio se desea trabajar con carbn activo se va a usar la isoterma de Langmuir ya que este compuesto es una superficie bastante homognea y adems es fino; Tambin esta isoterma es til para determinar el rea superficial del material.Ahora, se debe deducir una relacin de la forma , para lo cual se supone una superficie del substrato homognea y que es constante. As entonces, un equilibrio de adsorcin qumica puede tratarse de modo anlogo a un equilibrio qumico en un sistema homogneo. Para el caso especfico de esta prctica, la adsorcin de cido actico en disoluciones acuosas por carbn activo () se da gracias a este equilibrio:

Donde ka y kd son las constantes cinticas de los procesos de adsorcin y desorcin respectivamente, y C representa un centro activo en la superficie del substrato capaz de dar adsorcin con una molcula de cido actico (o sea el carbn activo). Se va a tener en cuenta la reaccin anterior en trminos generales, donde A es el reactante, S el slido y A-S el reactante adsorbido:

La velocidad de adsorcin y desorcin en el equilibrio son iguales, y la definicin de cada una es:

Donde C representa la concentracin del soluto, es la cantidad de cido actico adsorbido y es el valor mximo de cantidad adsorbida. Es til en este momento, definir una fraccin de superficie abierta o grado de recubrimiento, , que relaciona y as:

Retomando, en la condicin de equilibrio:

Y remplazando (3), la fraccin de superficie abierta, queda:

La relacin de las constantes cinticas ha estado acompaando el proceso de deduccin, as que establecer una variable que las relacione, simplificar el proceso:

Se despeja de (5) y se obtiene una ecuacin (7) que representa la ecuacin de la isoterma. :

La variable b(T) tiene un significado termodinmico:

La finalidad del experimento de adsorcin consistir en determinar algunos pares de puntos (, C) que de un comportamiento adecuado de la isoterma de adsorcin del cido actico sobre carbn activo a temperatura ambiente. A partir de los datos experimentales, se realizar un ajuste por mnimos cuadrados que permitir conocer los parmetros de la isoterma. Para ello, es conveniente reescribir el grado de recubrimiento, en donde w es la masa de substrato (carbn activo), as:

As, el cociente expresa los moles de soluto adsorbidos por unidad de masa de substrato. Adems, se reajusta la ecuacin de Langmuir a una forma lineal:

El proceso de ajuste lineal por mnimos cuadrados de w/ns frente a 1/C permitir obtener los dos parmetros de la isoterma, y b.

4. PROCEDIMIENTO REALIZADO

4.1. Elaboracin de solucin de CH3COOH 0,5 M Tomar 28,7 mL de CH3COOH glacial (99,5% p/p). Llevarlos a un baln de 1000 mL y llenarlo con agua destilada hasta el aforo. Se obtiene 1000 mL de CH3COOH 0,5 M

4.2. Elaboracin de solucin de NaOH 0,1 M Tomar 1 g de NaOH en lentejas. Llevarlos a un baln de 250 mL y llenarlo con agua destilada hasta el aforo. Se obtiene 250 mL de NaOH 0,1 M

4.3. Estandarizacin del CH3COOH 0,5 M Se toma una alcuota de 10 mL de la solucin de CH3COOH 0,5M preparada en el numeral 4.1. Se lleva a un vaso de precipitados de 250 mL y se lleva hasta 100 mL con agua destilada. Como resultado se obtiene una muestra de CH3COOH 0,05 M Lo anterior se hizo con el fin de usar menos NaOH para estandarizarlo. Se lleva esta solucin a un matraz Erlenmeyer de 250 mL. Se le agregan 3 gotas de Fenolftalena. Se instala una bureta de 10 mL con NaOH 0,1M (Obtenido de la solucin del numeral 4.2). Se estandariza hasta encontrar el volumen necesario de NaOH 0,1M para neutralizar los 10 mL de CH3COOH 0,05M. Teniendo el volumen para CH3COOH 0,05 M, se calcula para 0,5 M.

4.4. Elaboracin de soluciones CH3COOH H2O Se consiguieron 15 recipientes de vidrio con tapa para envasar las soluciones. Se lavan los 15 recipientes. Se enumeran los recipientes del 1 al 15. Tomando alcuotas de la solucin de CH3COOH 0,5M se realizan las disoluciones as teniendo siempre un volumen total de 50 mL:

En el envase 1, 6, 11 se agregan 50 mL de CH3COOH y 0 mL de H2O En el envase 2, 7, 12 se agregan 40 mL de CH3COOH y 10 mL de H2O En el envase 3, 8, 13 se agregan 30 mL de CH3COOH y 20 mL de H2O En el envase 4, 9, 14 se agregan 20 mL de CH3COOH y 30 mL de H2O En el envase 5, 10, 15 se agregan 10 mL de CH3COOH y 40 mL de H20

Los envases 1 a 5 se van a usar para el carbn activado comercial. Los envases 6 a 10 se van a usar para el carbn activado con semilla de eucalipto al 30% H3PO4. Los envases 11 a 15 se van a usar para el carbn activado con semilla de eucalipto al 80% H3PO4.

4.5. Procedimiento con carbn activado comercial Se compr carbn activado comercial con tamao de partcula entre 0,5 y 2 mm. Se preparan 5 muestras de 1,00 gramos con el carbn activo comercial. Se utilizan los envases del 1 al 5 con las disoluciones preparadas en el numeral anterior. Se aade dichas cantidades en los correspondientes envases. Se dejan reposando durante 18 horas, para que el carbn activado absorba el CH3COOH en cada disolucin. Una vez se alcanza el equilibrio se filtran por gravedad aprox. 40 mL de las disoluciones 1 a 5. Se toman 10 mL de cada solucin filtrada y se depositan en un matraz Erlenmeyer de 100 mL para su valoracin. Se agregan 3 gotas de Fenolftalena a cada ensayo. Para encontrar la concentracin de CH3COOH en equilibrio, se valora con NaOH 0,1 M. Se realiz una rplica con otros 10 mL de solucin para cada disolucin. Los valores obtenidos se consignaron en la Tabla 5.2.

4.6. Elaboracin de soluciones de H3PO4 al 30% y 80% Tomar 17,65 mL de H3PO4 (85% v/v) para la solucin de H3PO4 al 30 %. Llevarlos a un baln de 50 mL y llenarlo con agua destilada hasta el aforo. Se obtienen 50 mL de H3PO4 al 30%. Tomar 47,1 mL de H3PO4 (85% v/v) Llevarlos a un baln de 50 mL y llenarlo con agua destilada hasta el aforo. Se obtiene 50 mL de H3PO4 al 80%.

4.7. Elaboracin carbn activado a partir de semillas de eucalipto Se recogi una cantidad significante de semillas de eucalipto en los prados de la Universidad Nacional. Dicha cantidad peso 1,4 kg. Se someti a secado en el secador directo de la planta piloto durante 1 hora a 110C. Se moli 950 g de la muestra en el molino de martillos que se encuentra en la planta piloto durante 3 horas. Como resultado de la molienda se obtuvieron 890 g de muestra, dado que tambin se obtiene partculas de eucalipto ms reducidas que no se pueden moler ms y que toca desechar. Dicha muestra se somete a tamizado en el tamiz vibratorio durante 2 horas usando mallas nmero 4,6 y 8 establecidos para escala tyler. Segn el anlisis granulomtrico que se desarrollar en los clculos del informe se toma solo la muestra que proviene de la malla nmero 6 y 8, que nos arrojan un dimetro de partcula entre 3,35 y 4,5 mm, dado que segn el artculo gua se debe usar partculas entre 3,5 y 4,0 mm. Se divide la ltima muestra de eucalipto molido y tamizado en dos (muestra 25 g). La primera divisin (25 g) se lleva a un dedo frio grande y se le agregan 50 mL de H3PO4 al 30%. La segunda divisin (25 g) se lleva a un segundo dedo frio grande y se le agregan 50 mL de H3PO4 al 80%. Se deja reposar las dos mezclas en el dedo frio por 24 horas. Se retira las muestras de los dedos fros y se llevan a dos crisoles segn el porcentaje de H3PO4 usado. Se someten a un precalentamiento en una estufa a 250C en la cmara de extraccin para retirar el H3PO4 impregnado en la muestra durante 36 horas. Se lleva ambas muestras a la mufla del laboratorio de catlisis y se carbonizan a 500C por tres horas haciendo rampa de temperatura. Se obtiene el carbn activado a 30% y 80% de H3PO4. Se lava el carbn para remover el cido residual, utilizando agua desionizada. Se lleva el carbn a filtro al vaco para retirar la humedad.

4.8. Procedimiento con carbn activado a 30% de H3PO4 Se preparan 5 muestras de 1,00 gramos con el carbn activo a 30% de H3PO4. Se utilizan los envases del 6 al 10 con las disoluciones preparadas en el numeral 4.4. Se aade dichas cantidades en los correspondientes envases. Se dejan reposando durante 18 horas, para que el carbn activado absorba el CH3COOH en cada disolucin. Una vez se alcanza el equilibrio se filtran por gravedad aprox. 40 mL de las disoluciones 6 a 10. Se toman 10 mL de cada solucin filtrada y se depositan en un matraz Erlenmeyer de 100 mL para su valoracin. Se agregan 3 gotas de Fenolftalena a cada ensayo. Para encontrar la concentracin de CH3COOH en equilibrio, se valora con NaOH 0,1 M. Se realiz una rplica con los 10 mL de solucin sobrante para cada disolucin. Los valores obtenidos se consignaron en la Tabla 5.3.

4.9. Procedimiento con carbn activado a 80% de H3PO4

Se preparan 5 muestras de 1,00 gramos con el carbn activo a 80% de H3PO4. Se utilizan los envases del 11 al 15 con las disoluciones preparadas en el numeral 4.4. Se aade dichas cantidades en los correspondientes envases. Se dejan reposando durante 18 horas, para que el carbn activado absorba el CH3COOH en cada disolucin. Una vez se alcanza el equilibrio se filtran por gravedad aprox. 40 mL de las disoluciones 11 a 15. Se toman 10 mL de cada solucin filtrada y se depositan en un matraz Erlenmeyer de 100 mL para su valoracin. Se agregan 3 gotas de Fenolftalena a cada ensayo. Para encontrar la concentracin de CH3COOH en equilibrio, se valora con NaOH 0,1 M. Se realiz una rplica con los 10 mL de solucin sobrante para cada disolucin. Los valores obtenidos se consignaron en la Tabla 5.4.

4.10. Elaboracin de la isoterma

Ahora se renen todos los datos obtenidos y se hace el tratamiento de resultados para as obtener la cantidad de CH3COOH adsorbido por unidad de masa de carbn activo comercial Tabla 5.5, carbn activado al 30% de H3PO4 Tabla 5.6 y carbn activado al 80% de H3PO4 Tabla 5.7. Se presenta grficamente la isoterma en forma de contra . Para el anlisis de la isoterma Langmuir se debe graficar contra y as mediante ajuste de parmetros obtener y .

Las grficas deben dar el siguiente comportamiento:

Figura 4.2. Grficas para obtener el comportamiento de la isoterma y los parmetros.

5. RESULTADOS

# Matraz12345

W Carbn (g)1,00601,00551,00501,00461,0039

Agua (mL)010203040

CH3COOH (mL)5040302010

[CH3C00H] inicial0,6340,50720,38040,25360,1268

Tabla 5.1. Valores de condiciones iniciales.

# Matraz12345

Ve NaOH (mL) 1ra valoracin25,519,513,28,84

Ve NaOH (mL)2da valoracin24,819,514,58,74,1

[CH3C00H] Equilibrio0,11030,24130,36410,53780,7033

Tabla 5.2. Valores de las condiciones en el equilibrio para carbn activado comercial.

# Matraz678910

Ve NaOH (mL) 1ra valoracin23,519,115,711,96,9

Ve NaOH (mL)2da valoracin22,520,116,511,16,5

[CH3C00H] Equilibrio0,45920,40450,33220,23730,1183

Tabla 5.3. Valores de las condiciones en el equilibrio para carbn activado al 30% de H3PO4.

# Matraz1112131415

Ve NaOH (mL) 1ra valoracin23,819,616,5126,8

Ve NaOH (mL)2da valoracin22,818,615,5115,8

[CH3C00H] Equilibrio0,4810,3940,3300,2370,117

Tabla 5.4. Valores de las condiciones en el equilibrio para carbn activado al 80% de H3PO4.

#Matraz12345

W masa de carbn (g)1,00601,00551,00501,00461,0039

[CH3C00H] inicial0,6340,50720,38040,25360,1268

Moles iniciales de Ac. En sln.0,03170,02540,01900,01270,0063

C = [CH3C00H] Equilibrio0,60330,47780,36410,24130,1203

Moles finales de Ac. En sln.0,03020,02390,01820,01210,0060

0,00150,00150,00080,00060,0003

0,00150,00150,00080,00060,0003

Tabla 5.5. Tratamiento de resultados para carbn activado comercial.

#Matraz678910

W masa de carbn (g)1,00820,98670,99150,97130,999

[CH3C00H] inicial0,6340,50720,38040,25360,1268




0,00870,00520,00240,00080,0004

0,00860,00530,00240,00080,0004

Tabla 5.6. Tratamiento de resultados para carbn activado carbn activado al 30% de H3PO4.

#Matraz1112131415

W masa de carbn (g)1,00220,99540,98450,98181,0003

[CH3C00H] inicial0,6340,50720,38040,25360,1268




0,00770,00570,00250,00080,0004

0,00770,00570,00250,00080,0004


6. ANLISIS DE RESULTADOS

6.1. Anlisis de adsorcin de carbn activado comercial

Al llevar a cabo el procedimiento de la adsorcin con carbn activado comercial, se observ que hubo el siguiente porcentaje de remocin:

#Matraz12345

% adsorcin4,73%5,91%4,21%4,72%4,76%


A pesar de que la concentracin de las 5 muestras vara, el porcentaje de adsorcin se mantuvo constante en todas las muestras, ya que mientras cambia la concentracin debera de cambiar el porcentaje de adsorcin.

Posteriormente se observa en la figura 1, los valores de concentracin en el equilibrio que se obtuvieron despus de la adsorcin, en el eje de las abscisas, y la relacin entre moles de cido adsorbidas y masa de carbn en el eje de las ordenadas.

Figura 6.1. Tratamiento de resultados para carbn activado carbn activado al 80% de H3PO4.

Se ve que la cantidad adsorbida de cido actico para este tipo de carbn aumenta proporcionalmente con la concentracin de cido, por lo cual si se desea utilizar carbn activado comercial lo ms recomendable es que sea a concentraciones altas.

En la Figura 6.2 se lleva a cabo la relacin grafica para obtener el ajuste lineal de la isoterma, donde gracias a la lnea de tendencia que se tiene de la curva se saca la ecuacin de la isoterma para el carbn activado.

Figura 6.2. Tratamiento de resultados para carbn activado carbn activado al 80% de H3PO4.

Sobre esta grfica se puede ver que el comportamiento obtenido se aparta muy poco al de una isoterma real, ya que se puede observar una linealidad aproximada, donde solo unos valores se alejaron de esta tendencia, a lo cual se puede ver que el experimento se realizo apropiadamente.

Con la ecuacin obtenida llevamos a cabo el anlisis de nmax, y de b, donde los valores obtenidos para estos parmetros son:

6.2. Anlisis de adsorcin de carbn activado 30% H3PO4

En la tabla 6.3 podemos encontrar los porcentajes de remocin para las disoluciones de cido actico que contenan carbn preparado con H3PO4 al 30%.

#Matraz678910

% adsorcin27,4%20,5%12,66,3%6,3%

Tabla 6.3 Porcentajes de adsorcin con carbn activado al 30%

Posteriormente se observa en la Figura 6.3, los valores de concentracin en el equilibrio que se obtuvieron despus de la adsorcin, en el eje de las abscisas, y la relacin entre moles de cido adsorbidas y masa de carbn en el eje de las ordenadas.

Figura 6.3 Isoterma de adsorcin Carbon activado con H3PO4 al 30%

Sobre la figura anterior se puede ver como la adsorcin de cido actico al aumentar las concentraciones de este tiene un comportamiento exponencial, donde a concentraciones mayores de cido, sobre todo por encima de 0,35 M el carbn activado a partir de semillas de eucalipto con cido fosfrico al 30% es una excelente opcin.


Figura 6.4 Ajuste lineal Carbon activado con H3PO4 al 30%

El experimento se llev a cabo adecuadamente tal y como se ve en la figura anterior, dado que la isoterma obtenida tiene un comportamiento similar al de una isoterma real, es decir lineal.

Con la ecuacin obtenida llevamos a cabo el anlisis de nmax, y de b, donde los valores obtenidos para estos parmetros en este experimento son:

6.3. Anlisis de adsorcin de carbn activado 80% H3PO4Los porcentajes de adsorcin se muestran en la tabla 6.3

#Matraz1112131415

% adsorcin24,3%22,4%13,2%6,3%6,3%


Posteriormente se observa en la Figura 6.5, los valores de concentracin en el equilibrio que se obtuvieron despus de la adsorcin, en el eje de las abscisas, y la relacin entre moles de cido adsorbidas y masa de carbn en el eje de las ordenadas.

Figura 6.5 Isoterma de adsorcin Carbon activado con H3PO4 al 80%

En esta figura se puede observar como al usar carbn activado a partir de semillas de eucalipto con cido fosfrico al 80% tiene un porcentaje de efectividad alto a concentraciones cercanas entre 0,3 a 0,45 M, es decir la remocin de cido actico de soluciones de este con agua es alta.


Figura 6.6 Ajuste lineal Carbon activado con H3PO4 al 80%

El experimento se llev a cabo adecuadamente tal y como se ve en la figura anterior, dado que la isoterma obtenida tiene un comportamiento similar al de una isoterma real, es decir lineal.

Con la ecuacin obtenida llevamos a cabo el anlisis de nmax, y de b, donde los valores obtenidos para estos parmetros en este experimento son:

6.4. Anlisis comparativo de los tres tipos de carbn.

Se realizaron dos grficas, en las cuales vamos a mostrar la comparacin de los valores adsorbidos para los tres tipos de carbn utilizados, con el fin de determinar cul de los tres fue el ms eficiente a la hora de remover cido actico de una solucin de este con agua.

Figura 6.7 Comparacin ajustes lineales.

Figura 6.8 Comparacin isotermas de adsorcin.

En la primera grfica se observa el ajuste lineal de las tres isotermas obtenidas, se ve que las isotermas calculadas a partir de los carbones obtenidos a partir de semillas de eucalipto con cido fosfrico al 30 y 80% es muy similar, aunque al 30% es superior que al 80%, esto puede ser gracias a que al 80% el cido fosfrico est muy concentrado y an ms que activarlo, lo que hizo fue afectar un poco la muestra, creando ms porosidad de la necesaria en el carbn. Tambin se ve que al usar carbn activado comercial la efectividad de adsorcin aumenta, lo cual desde un principio era el comportamiento esperado, ya que el proceso de activacin para este tipo de carbn en la industria es bastante superior al que se pudo desarrollar por nosotros en la planta piloto, sin embargo los porcentajes de remocin del carbn preparado, son bastante buenos con respecto al procedimiento experimental a nivel de laboratorio.

7. MUESTRA DE CALCULOS

Se desarrolla la siguiente muestra de clculo con el fin de mostrar ms claramente cmo se llevaron a cabo los clculos para el desarrollo de la prctica, dado que para todas las columnas de todas las tablas se desarrollan los mismos procedimientos, se mostrar el conjunto de operaciones de la columna 2 de la primera tabla, para efectos prcticos.

Se prepararon soluciones de diferentes concentraciones de cido actico mediante la adicin de volmenes conocidos de cido y agua. Se calcul la concentracin de las muestras con la formula

Donde es la concentracin de las diferentes muestras preparadas, es la concentracin de la solucin inicial de cido actico, es el volumen tomado de la solucin inicial de cido actico y es el volumen total de cada una de las muestras, es decir, 50ml para todos los casos.

La concentracin de la muestra nmero 2 es, por ejemplo:

El nmero de moles iniciales de cido () corresponde al numerador de la ecuacin anterior, es decir, la concentracin de la solucin inicial de cido por el volumen tomado para la preparacin de la solucin. Para la solucin 2 es entonces

La concentracin en el equilibrio corresponde a la concentracin obtenida despus del proceso de adsorcin, el cual se obtuvo mediante la titulacin con una solucin de hidrxido de sodio aproximadamente 0,1M preparado previamente. En la titulacin de la solucin 2 se obtuvo un volumen promedio de 19,5ml de NaOH de concentracin 0,1379M. La concentracin de la solucin 2 es entonces

El nmero de moles de cido en el equilibrio ) se calcula de la misma forma en la que se calcularon las moles de cido iniciales. Para la solucin 2 se obtuvo

Las moles de cido adsorbidas son el resultado de la diferencia entre las moles iniciales y las moles finales de cido en cada una de las soluciones. El clculo para la solucin nmero 2 dio como resultado

Para realizar las isotermas de Langmuir es necesario calcular el parmetro , el cual se obtiene mediante la divisin de las moles de cido adsorbidas entre el peso de carbn utilizado para el proceso de adsorcin en la muestra.

Luego se grafica este parmetro contra la concentracin en el equilibrio (Figura 6.1), de esta manera ya se tiene una tendencia aproximada de la isoterma de Langmuir. Ahora se va a graficar los inversos de dichos parmetros tal y como se ve en la Figura 6.2.

Esto con el propsito de hallar la lnea de tendencia sobre la curva resultante, esta ser la isoterma real de Langmuir.

8. ANLISIS ECONMICO

Para el anlisis econmico tuvimos en cuenta los siguientes factores:

Agua

Se utilizaron aproximadamente 2050 mL de agua para la preparacin de todas las disoluciones utilizadas en el experimento, tambin 600 mL para lavar el carbn con residuos de cido fosfrico y aproximadamente 4000 mL lavando el material de laboratorio, incluyendo los frascos usados para conservar las disoluciones; lo que nos da un total de 6650 mL de agua gastados.

Ahora, segn las tarifas del acueducto para Junio de 2015 en Bogot para el sector oficial el consumo est en 2590,85 $/m3.

Entonces el costo a pagar sera:

Figura 8.1 Valores del agua para Bogot. Fuente: Empresa de acueducto de Bogot.

Energa elctrica

Se usaron los siguientes equipos en la prctica experimental que requieren de un gasto energtico permanente, en la siguiente tabla se determina cuantos kilovatios hora gasta cada equipo para as saber cunto hay que pagar por consumo energtico:

EquipoTiempo de uso (hr)Potencia Equipo Kilovatios hora

Plancha de Calentamiento36630 W22,680 kWh

Secador Directo3373 W1,119 kWh

Mufla31,5 kW4,500 kWh

Molino de martillos2220 W0,440 kWh

Tamiz vibratorio2186,5 W0,373 kWh

Balanza analtica0,56 W0,003 kWh

Tabla 8.1 Datos de energa consumida por los equipos usados.

En total la carga energtica consumida fue de 29,115 kWh, lo cual segn la Figura 8.2, que da las tarifas de Codensa para el mes de junio 2015 para el sector no residencial oficial y sencillo, el costo a pagar sera:

Figura 8.2 Valores de la energa para el sector de Bogot. Fuente: CODENSA.

cido actico

Para la preparacin de la solucin inicial de cido de concentracin 0,5M se utilizaron 30mL de cido actico glacial. Segn los datos otorgados por Qumicos Campota Ltda.; el precio de un galn de cido actico glacial es de $40,400, entonces:

Hidrxido de sodio

Para la preparacin de la solucin de hidrxido de sodio de concentracin 0,1M se utilizaron 1g de hidrxido de sodio puro en escamas. Segn los datos otorgados por Qumicos Campota Ltda.; el precio de un kilogramo de hidrxido de sodio es de $2,600, entonces:

cido fosfrico

Para la preparacin de las soluciones al 30 y al 80% de cido fosfrico se utilizaron en total 65mL de cido fosfrico al 85%(p/p). Segn los datos otorgados por Qumicos Campota Ltda.; el precio de un galn de cido fosfrico al 85% es de $102,500, entonces:

Biftalato y Fenolftalena

Dado que que solo se utiliz como 0,3 gramos de biftalato y por mucho 20 gotas de fenolftalena, es innecesario determinar un anlisis econmico sobre estos dos compuestos, ya que no va a dar una cantidad monetaria representativa.

Frascos para almacenar las disoluciones

No hubo necesidad de comprar los frascos dado que en el laboratorio de ingeniera qumica se encontraba gran cantidad de frascos de vidrio con tapa que ya no se estaban usando y se pensaba desechar, los cuales hace un tiempo haba almacenado aceites, por ende se lavaron arduamente y estuvieron listos para su adecuado uso.

Segn el anlisis econmico el mayor aporte de consumo lo da el gasto energtico elctrico, entonces se concluye que se gast un total de:

9. SOPORTE FOTOGRFICO DE LA PRCTICA

Figura 9.1 Semillas de eucalipto.

Figura 9.2 Semillas de eucalipto durante la molienda.

Figura 9.3 De izquierda a derecha, eucalipto 80% H3PO4, eucalipto 30% H3PO4 y carbn activado comercial.

Figura 9.4 Carbon activado obtenido

Figura 9.5 Equipo de filtracin al vacio usado para lavar el carbn.

Figura 9.6 Carbn activado obtenido despues de la filtracin.

10. BIBLIOGRAFA

[1] Caballero Surez L. M. Introduccin a la catlisis heterognea. Universidad Nacional de Colombia. Departamento de Ingeniera qumica. [2] Universidad de Oviedo, Qumica de superficies, adsorcin de cido actico sobre carbn activado [3]http://www.academia.edu/11293475/Experimentaci%C3%B3n_en_Qu%C3%ADmica_EXPERIMENTACI%C3%93N_EN_QU%C3%8DMICA

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Adsorción de Ácido Acético Con Carbón Activado