Practica N 13

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PRÁCTICA N°13: ISOTERMAS DE ADSORCIÓN:
LANGMUIR-HINSHELWOOD
I. INTRODUCCIÓN
La adsorción es el proceso mediante el cual una molécula, ion o átomo
(denominado adsorbato) se adhiere física o químicamente a la
superficie de una fase, que puede ser líquida o sólida (denominado
adsorbente). El principio fundamental del proceso de adsorción recae en
la existencia de los llamados sitios activos, que son zonas de la
superficie donde se pueden instalar moléculas de naturaleza ajena al
adsorbente.
Las isotermas se utilizan para determinar áreas superficiales de sólidos
y catalizadores al igual que para determinar constantes de equilibrio de
adsorción- desorción.
II. OBJETIVOS
● Describe la naturaleza de la adsorción.
● Define las isotermas de adsorción
● Determina la constante aparente de velocidad para la isoterma de
Langmuir-Hinshelwood.
III. MATERIALES Y MÉTODO
A. Materiales:
● Agitador magnético
● Beakers
● Lámpara de luz ultravioleta
Soluto:
● Solución de rodamina B a una concentración de 15, 20, 25 y 30 mg/l
● Oxido de zinc
B. Procedimiento:
Colocar cada solución de rodamina B en un beaker. Agregamos 0,1 g
de óxido de zinc. Consecutivamente expondremos los beakers a
radiación ultravioleta
Debemos determinar la concentración de cada beaker en 10, 20, 30
y 40 minutos
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Revisión sistemática de bibliografía:
Influencia de la luz solar y ZnO sobre la oxidación de rodamina B
Se comprobó que, en ausencia de luz solar, el oxígeno del aire no pudo
oxidar el colorante de rodamina B en presencia del catalizador ZnO (100
mg/100 mL); por lo que los efectos del ZnO, aire y luz solar se muestran
en la tabla 1.
La curva que se obtiene al graficar el cociente (C/C0) vs. tiempo de
reacción es del tipo exponencial. (y = 1,12 e-0.071) Figura 2.
Cinética de la reacción fotocatalítica
En cada matraz se colocaron 100 mL de Rodamina B, variando las
concentraciones (15, 20, 25 y 30 mg/L), pero manteniendo la
concentración de ZnO constante (100 mg/100 mL), bajo iluminación
solar. Los datos se consignan en la tabla 2.
Con estos datos se aplicó el modelo de isoterma L-H, previamente
linealizando la ecuación L-H, obteniendo las isotermas L-H
representadas en la figura 3.
Realizando los cálculos correspondientes y aplicando regresión lineal
para cada una de las isotermas L-H se obtuvieron los siguientes
resultados resumidos en la tabla 3.
Efecto de la concentración del fotocatalizador
En cada matraz se colocaron 100 mL de Rodamina B, cuya
concentración se mantuvo constante en todos los casos (30 mg/L), pero
variando las concentraciones de ZnO (100 mg/100 mL, 200mg/100mL,
300mg/100mL y 400mg/100mL. Los datos se consignan en la tabla 4.
Con estos datos se aplicó el modelo de isoterma L-H, previamente
linealizando la ecuación L-H, obteniendo las isotermas L-H
representadas en la figura 4.
De la misma manera se realizaron los cálculos correspondientes y
aplicando regresión lineal para cada una de las isotermas L-H, se
obtuvieron los siguientes resultados resumidos en la tabla 5.
La concentración óptima de colorante (Rodamina B) para que la
velocidad de degradación sea la más alta, es 20 mg/L, mientras que la
masa óptima de foto catalizador (ZnO) por cada 100 mL de solución es
300 mg .
En términos generales, la constante aparente de velocidad se mantiene
prácticamente constante, pese a disminución y/o incremento del ZnO o
del colorante, con un valor de K’ (0,1 min-1), siendo de primer orden, por
lo que se ajusta muy bien al modelo de isoterma Langmuir –
Hinshelwood.
V. CONCLUSIONES
● Llegamos a la conclusión de que la adsorción es física cuando la
naturaleza de las interacciones moleculares entre el adsorbente y el
adsorbato es de corto alcance.
● Se denomina isotermas de adsorción a la relación entre la
cantidad de sustancia adsorbida por un adsorbente y la presión o
concentración de equilibrio a una temperatura constante.
VI. ACTIVIDADES
● De los datos obtenidos en la siguiente tabla, encontrar la
constante de velocidad (k) y concentración inicial.
● De la siguiente tabla, encontrar los valores de a, b, r y sus
promedios.
● ¿Qué es la constante aparente de velocidad (k’) y cuál es su
importancia en la isoterma de adsorción?
La constante aparente de velocidad (k’) es el resultado de la
multiplicación de las constante de velocidad por la constante de
equilibrio de adsorción. La constante aparente de velocidad nos da una
idea de cómo se va a llevar a cabo el proceso de adsorción, así como
su velocidad y condiciones necesarias.
VII. REFERENCIAS
● Corzo Lucioni, A., & Vega-Baudrit, J. (2012). Estudio cinético de la
degradación fotocatalítica oxidativa de colorantes empleados en la
industria textilera. Revista Iberoamericana de Polímeros, XIII(2),
60-68.
VIII. BIBLIOGRAFÍA
● Alberto Corzo Lucioni. ESTUDIO CINÉTICO DE LA DEGRADACIÓN
FOTOCATALÍTICA OXIDATIVA DE RODAMINA B CON ZnO Y LUZ
SOLAR [Internet]. Revista científica Ingetecno: revistas.uap.edu.pe;
2012 [citado 18 de enero de 2021] Disponible en :
http://revistas.uap.edu.pe/ojs/index.php/RCI/article/view/177
http://revistas.uap.edu.pe/ojs/index.php/RCI/article/view/177