ADSORCION

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INTRODUCCIÓN La adsorción es una propiedad de superficie por la cual ciertos sólidos, como la resina resina o carbó carbón, n, captan captan con prefer preferenc encia ia determ determina inadas das sustan sustancia cias s de una solución concentrándolas en su superficie, es por esto que es un proceso muy importante en al metalurgia. Lab. De Fisicoquimica Metalúrgica

Escuela de Ing. Metalurgica

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La adsorción se presenta por la acción de fuerzas superficiales no compensadas en el sólido y moléculas de la sustancia adsorbida (adsorción física). Es una operación reversible que permite regeneración del adsorbente.

OBJETIVOS •

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El presente informe tiene como objetivo determinar la isoterma de adsorción para el sistema cobre (solución acuosa) – resina de intercambio catiónica. Adquirir conocimientos del proceso de adsorción ya que este es un proceso usado con frecuencia en la concentración de metales. Obtener conclusiones a partir de la experimentación y las gráficas.

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PROCESO EXPERIMENTAL Calculamos el peso de CuSO 4.5H2O necesario para tener un litro de solución que contenga 1.53 g Cu/L. 1.53g Cu x 249.69g CuSO 4.5H2O = 6.0114g CuSO4.5H2O 63.55g Cu

Se peso aproximadamente 6.0114gr, lo cual lleva a una concentración de 1.53 gr/L. Luego este peso obtenido diluimos en un litro de agua desionizada obteniendo de esta manera la solución con una concentración de 1.53 grCu/lt. A partir de esta solución preparada obtenemos por dilución 5 soluciones de 250ml de concentraciones 1.53; 1.2; 1 ,0.8 y 0.5gr/lt. Además agregar a este grupo 250ml de la solución de concentración 1.53 grCu/lt. aprox.

PROCESAMIENTO DE DATOS Concentraciones iniciales (sin resina) para cada muestra:

Matraz 0 1 2 3 4

[Cu] inicial g/L 1.53 1.2 1 0.8 0.5

Hallamos las concentraciones de equilibrio en cada prueba con resina: Relación de dilución =

5

A = 2 – Log T

[Cu] g/L = 5A/0.786

Matraz

Transmitancia

Absorbancia

[Cu] final g/L

0 1 2 3 4

68.1 74.6 77.8 80.7 86.6

0.1669 0.1273 0.1090 0.0929 0.0625

1.0617 0.8098 0.6934 0.5915 0.3976



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Haciendo el respectivo gráfico: [Cu] final vs. [Cu] inicial

En la grafica se observa la relación entre la Concentración final e inicial

[Cu] inicial= 1,5729[Cu] final - 0,112 Donde: [Cu] inicial = Co [Cu] final = C A partir de la gráfica calculamos las concentraciones finales y luego la cantidad de soluto adsorbido: Se asume como volumen de cada sistema 250ml (0.25L).

X = V (Co – C)



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Matraz

Co (g/L)

C (g/L)

X (g)

0

1.53

1.0617

0.1171

1

1.2

0.8098

0.0976

2

1.0

0.6934

0.0767

3

0.8

0.5915

0.0521

4

0.5

0.3976

0.0256

Calculamos resultados de cobre adsorbido por litro de resina catiónica (X/m), donde m es el volumen de la resina.

Matraz

X (g)

m (L)

X/m

0 1 2 3 4

0.1171 0.0976 0.0767 0.0521 0.0256

0.004 0.004 0.004 0.004 0.004

29.27 24.4 19.18 13.02 6.4

Graficamos C = f (X/m):



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Calculamos Log (X/m) y Log C:

Log (X/m)

Log C

1.466 1.387 1.283 1.115 0.806

0.026 -0.096 -0.159 -0.228 -0.400

De la grafica la Relación del Log (x/m) con Log C

Log C = 0,5922Log (X/m) - 0,8888 Se sabe:

Log C = n Log (X/m) + Log K Deducimos los valores de n y k: n = 0.5922 Log K = -0.8888 Lab. De Fisicoquimica Metalúrgica


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K = 0.129

Formulamos la ecuación de Freundlich: C = K(X/m)n

C = 0.129(X/m)0.5922

Probamos dando valores arbitrarios de X/m y hallamos la concentración C.

X/m 4 8 12 16 20

C (g/L) 0.293 0.442 0.562 0.666 0.760

Graficamos la curva:



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CONCLUSIONES •

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Al obtener las concentraciones de cobre en el equilibrio, se observa que para las muestras 2, 3 y 4; su concentración aumenta con respecto a su concentración final. Esto quiere decir que los datos son obtenidos son equívocos y tendríamos que proceder a eliminar los datos que se encuentren fuera de lo normal. Se eliminó los datos obtenidos de las muestras 2,3 y 4; y se trazo una gráfica de C vs C0, con la finalidad de obtener los valores aceptables de concentración final para cada muestra. A partir de estos datos se trabajo en el presente informe. La mayor cantidad de soluto adsorbido fue de la muestra que tenía mayor concentración de cobre. La isoterma de Freundlich es una ecuación aplicable para pequeños intervalos de concentraciones para soluciones diluidas.



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RECOMENDACIONES •

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Si las concentraciones experimentales obtenidas se encuentran fuera de lo normal, se debe graficar una curva corregida con los datos aceptables y en el eje x las concentraciones iniciales (2.2, 2, 1.5, 1, 0.5) respectivamente. Ser lo más preciso posible en el pesado de las muestras y al medir las cantidades de volúmenes de las soluciones. Tener cuidado al momento de agitar las muestras, ya que estas podrían verterse del matraz y causar errores en los cálculos. Correr en blanco el espectrofotómetro antes del análisis de cada muestra. Leer previamente la guía de laboratorio para así saber la finalidad de la experimentación.



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