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Es sobre una práctica de laboratorio.
Tipo: Ejercicios
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Presentado a: HOOVER ALBEIRO VALENCIA SANCHEZ UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA FACULTAD DE TECNOLOGÍAS-ESCUELA DE QUÍMICA LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA ABRIL DE 2021
Objetivos: ➢ Estudiar la adsorción del ácido oxálico y el azul de metileno por carbón activado desde una solución acuosa para determinar las ecuaciones y las constantes de Langmuir y Freundlich. Datos: Primero se determinó la longitud de onda donde está el máximo de absorbancia del azul de metileno, teniendo así λ=530 nm; posteriormente se realizó la curva de calibración para la solución en λ máxima. Las concentraciones de las soluciones variaron entre 0,2 y 1 ppm. En la tabla 1 se tienen los valores requeridos para realizar dicha curva, la cual se puede observar en la gráfica 1 Tabla 1. Datos para la curva de calibración Gráfica 1. Curva de calibración para la solución de azul de metileno Concentración (ppm) Absorbancia 0 0 0,2 0, 0,4 0, 0,6 0, 0,8 0, 1 0, y = 0,0847x - 0, -0, 0 0, 0, 0, 0, 0, 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1, ABSORBANCIA CONCENTRACIÓN (PPM)
Se realizó la curva de calibración con los valores de la tabla 2. Gráfica 2. Curva de calibración con el ajuste de mínimos cuadrados. Se tomaron las absorbancias de cada una de las soluciones preparadas, estas se encuentran en la tabla 3. Tabla 3. Absorbancias de las soluciones preparadas a partir de la solución madre de azul de metileno. Se construyo la siguiente tabla (tabla 4), la cual tiene los datos necesarios para realizar cada una de las gráficas requeridas con el fin de calcular las constantes de Langmuir y Freundlich. Tabla 4. Datos obtenidos de la práctica. Solución Absorbancia 1 0, 2 0, 3 0, 4 0, 5 0, 6 0, Muestra Concentración inicial (ppm)^ Concentración final (ppm) Log c Dif de concentraciones (ppm) Masa adsorbida del azul de metileno (g) x/m Log (x/m) c/(x/m) 1 50 0,5655 - 0,2476 49,4345 0,002472 0,003057 - 2,5147 184, 2 40 0,5891 - 0,2298 39,4109 0,001971 0,002452 - 2,6106 240, 3 30 0,6127 - 0,2128 29,3873 0,001469 0,001832 - 2,7370 334, 4 20 0,7308 - 0,1362 19,2692 0,000963 0,001201 - 2,9205 608, 5 10 0,8371 - 0,0772 9,1629 0,000458 0,000571 - 3,2432 1465, 6 5 0,8843 - 0,0534 4,1157 0,000206 0,000257 - 3,5908 3446, y = 0,0847x - 0, R² = 1 -0, -0, 0 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1, ABSORBANCIA CONCENTRACIÓN (PPM)
Para calcular los valores de x/m, se tuvo en cuenta los valores pesados del material adsorbente, el cual fue una muestra de tierras, estos valores se pueden observar en la tabla 5. Tabla 5. Valores pesados del material adsorbente. Se realizaron las siguientes gráficas: ❖ Gráfica de x/m contra c y dibuje la isoterma de adsorción. Gráfica 3. Gráfico de x/m contra c. y = - 0,0078x + 0, R² = 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 x/m c (ppm)
Masa del adsorbente (g) 0, 0, 0, 0, 0, 0,
Gráfica 6. Grafico de log(x/m) contra log(c). Se calcularon las constantes k y n a partir de la gráfica según Freundlich. log (
) = − 4 , 8371 log(𝑐) − 3 , 7076 𝑛 = − 4 , 8371 ; log(𝑘) = − 3 , 7076 , 𝑝𝑜𝑟 𝑡𝑎𝑛𝑡𝑜, 𝑘 = 1 , 96064 × 10 −^4 Análisis de resultados y conclusiones. ✓ Se realizó la medición en el espectrofotómetro con una longitud de onda igual a 530 nm, ya que está es la longitud a la que las moléculas del azul de metileno absorben la energía, la cual proporciona la absorbancia para las distintas soluciones. ✓ Se observa a una mayor concentración de las soluciones en el equilibrio, se tiene una mayor absorbancia, debido a que hay presencia de una mayor cantidad de analito. ✓ Se observo que, al dejar las soluciones diluidas de azul de metileno por más de 20 min con la muestra de tierras, la masa adsorbida de azul de metileno fue disminuyendo conforme a la disminución de la concentración (tabla 4), en donde se registró que la mayor cantidad de azul de metileno adsorbida se presentó a una concentración de 50 ppm, esto se debe a que el azul de metileno de adhiero a la superficie porosa de muestra de tierras. ✓ Al comparar los coeficientes de determinación (r^2 ) obtenidos de las regresiones lineales realizadas, se tuvo como mejor isoterma, la correspondiente a Freundlich, ya que esta relaciona la concentración de un soluto en la superficie de un material adsorbente, teniendo la concentración del soluto en el líquido con el que está en contacto; por tanto, se concluye que está isoterma y = - 4,8371x - 3, R² = 0, -4, -3, -3, -2, -2, -1, -1, -0, 0, -0,3000 -0,2500 -0,2000 -0,1500 -0,1000 -0,0500 0, Log(x/m) Log (c)
representa la adsorción del azul de metileno por una muestra de tierras en solución acuosa. ✓ En esta práctica, se presenta un caso de fisisorción, debido a que el adsorbato (azul de metileno y la superficie del adsorbente (muestra de tierras) presentan interacciones mediante las fuerzas de Van der Waals. ✓ La absorbancia es directamente proporcional a la concentración. ✓ Se concluye que, a una mayor concentración de la solución, se tiene una mayor cantidad de azul de metileno adsorbido, manteniendo en los posible el material de tierras constante (tabla 5). ✓ El factor x/m, el cual relaciona los gramos de azul de metileno adsorbidos con los gramos del material adsorbente (muestra de tierras), presenta una disminución cuando la concentración en equilibrio o final aumenta.
