cinetica e isoternda

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CINÉTICA E ISOTERMA DE ADSORCIÓN 
PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA Periodo 2020-1 
 
CINÉTICA E ISOTERMA DE ADSORCIÓN 
Grupo 3 
 
 
Ramos, Mateo 1. Ramos, Harold 2. Peña, Miguel 3. Porras, Angie 4. Sandoval, Liz 5. Suarez, 
Andrés 6. 
 
Resumen 
El laboratorio se realizó con el objetivo de determinar la cinética e isoterma de adsorción 
del colorante azul de metileno sobre carbón activado comercial partiendo de datos 
experimentales como la absorbancia, el tiempo y la masa de adsorbente. En la 
determinación de la cinética se calculó la concentración del colorante mediante la curva de 
calibración, se graficó en función de los tiempos medidos y se ajustó los datos cinéticos a 
modelos de pseudo primer y pseudo segundo orden; de estos se observó que los datos se 
ajustan mejor a TAL MODELO. La determinación de la isoterma se fundamentó en la 
construcción de una gráfica de la cantidad de adsorbato en el carbón activado en función 
de la concentración de equilibrio del azul de metileno, y en el ajuste de datos de la isoterma 
a los modelos Langmuir y Freundlich; según los resultados se obtuvo un mejor ajuste con 
el método TAL. 
Muestra de cálculo. 
- Determinación de la cinética de adsorción: 
En primera instancia, se determinó la concentración de azul de metileno en solución con la 
curva de calibración (ecuación 1), ajustando los datos de concentración y absorbancia a 
una función lineal de pendiente e intercepto 8,1389 y -0,3559 respectivamente, donde “y” 
representa la absorbancia y “x” la concentración de soluto en partes por millón. 
𝑦 = 8,1389 ∙ 𝑥 − 0,3559 (1) 
𝑦 = 8,1389 ∙ (1,2293) − 0,3559 = 9,65 𝑝𝑝𝑚 
Por consiguiente, se determinó la concentración de equilibro del soluto (azul de metileno) 
en la superficie (carbón activado comercial) de acuerdo con la ecuación 2, donde 
𝐶𝑜 , 𝐶𝑒 , 𝑉 𝑦 𝑤 representan la concentración inicial del adsorbible en la fase líquida, 
concentración de equilibrio del adsorbible en la fase líquida, volumen de la solución del 
adsorbible que se pone en contacto con el sólido y la masa del sólido adsorbente, 
respectivamente, ejemplificando con los datos obtenidos a los 0 y 5 minutos. 
𝑞𝑒 =
(𝐶𝑜−𝐶𝑒) ∙ 𝑉
𝑤
 (2) 
𝑞𝑒 =
(10 𝑝𝑝𝑚 − 4,10 𝑝𝑝𝑚 ) ∙ 0,2 𝐿
0,015 𝑔
= 78,7 
𝑚𝑔
𝑔
 
De manera análoga, se halla las respectivas concentraciones del adsorbato en el tiempo 
(𝑞𝑡), con la ecuación 2 con los datos de concentración hallados a partir de la curva de 
calibración (se ejemplifica el cálculo con los datos registrados a los 0 y 5 minutos): 
𝑞𝑡 =
(10 𝑝𝑝𝑚 − 9,5 𝑝𝑝𝑚 ) ∙ 0,2 𝐿
0,015 𝑔
= 4,675 
𝑚𝑔
𝑔
 
 CINÉTICA E ISOTERMA DE ADSORCIÓN 
PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA Periodo 2020-1 
 
De esta manera, con las ecuaciones de cinéticas de adsorción de pseudo primer orden 
(ecuación 3) [1] y pseudo segundo orden (ecuación 4) [1], se linealizó los datos obtenidos 
para así validar la que mejor representaba los datos obtenidos, hallando las constantes 
cinéticas respectivas a cada modelo (𝑘1 y 𝑘2) en 𝑚𝑖𝑛
−1 y 𝑔 ∙ 𝑚𝑔−1 ∙ 𝑚𝑖𝑛−1 respectivamente. 
ln(𝑞𝑒 − 𝑞𝑡) = ln(𝑞𝑒) − 𝑘1 ∙ 𝑡 (3) 
𝑡
𝑞𝑡
=
1
𝑘2 ∗ 𝑞𝑒
2 + 
𝑡
𝑞𝑒
 (4) 
- Determinación de la isoterma de adsorción: 
La determinación de la isoterma de adsorción se realizó con un procedimiento similar al 
descrito anteriormente; inicialmente se determinó la concentración de azul de metileno con 
la curva de calibración (ecuación 1), al ajustar los datos de absorbancia y concentración de 
cada una de las muestras. Posteriormente se calculó la concentración en el equilibrio de 
adsorbato (azul de metileno) en el adsorbente (carbón activado) utilizando la ecuación 2 
para cada muestra (se demuestra con los datos de carbón activado de 10 mg): 
𝑞𝑒 =
(10 𝑝𝑝𝑚 − 1,19 𝑝𝑝𝑚 ) ∙ 0,1 𝐿
0,01 𝑔
= 88,9544 
𝑚𝑔
𝑔
 
Después se elaboró una gráfica con los datos de la cantidad de soluto en la superficie en 
función de la concentración de equilibrio del azul de metileno en fase líquida. Finalmente se 
realizó el ajuste de los datos de la isoterma a los modelos linealizados de Langmuir 
(ecuación 5) [2] y Freundlich (ecuación 6) [1]. En la ecuación 5, los términos 𝑄0 y 𝑏 son las 
constantes de Langmuir y representan la capacidad máxima de adsorción de la fase sólida 
y la constante de energía relacionada con el calor de adsorción. En la ecuación 6, 𝐾𝐹 es la 
constante de Langmuir relacionada con la energía o entalpía neta de adsorción [3], y 𝑛 es 
una constante relacionada con la afinidad entre el adsorbente y el soluto. 
𝐶𝑒
𝑞𝑒
=
1
𝑄0 ∗ 𝑏
+ (
1
𝑄0
) ∗ (𝐶𝑒) (5) 
ln(𝑞𝑒) = ln(𝐾𝐹) + (
1
𝑛
) ∗ (ln(𝐶𝑒)) (6) 
 
 
Resultados y discusión. 
 
 
 
 
 
 
Conclusiones. 
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Referencias. 
 
[1] J.-j. Gao, Y.-b. Qin, T. Zhou, D.-d. Cao, P. Xu, D. Hochstetter y Y.-f. Wang, «Adsorption of 
methylene blue onto activated carbon produced from tea (Camellia sinensis L.) seed shells: 
kinetics, equilibrium, and thermodynamics studies,» Journal of Zhejiang University Science B, 
vol. 14, nº 7, pp. 650-658, 2013. 
[2] G. Castellar, E. Angulo, A. Zambrano y D. Charris, «Equilibrio de adsorción del colorante azul 
de metileno sobre carbón activado,» Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica, vol. 
16, nº 1, pp. 263-271, 2013. 
[3] H. A. AL-Aoha, R. Yahya, M. J. Maah y M. R. Bin, «Adsorption of methylene blue on activated 
carbon fiber prepared from coconut husk: isotherm, kinetics and thermodynamics studies,» 
Desalination and Water Treatment, vol. 52, pp. 6720-6732, 2014. 
 
 
 
	Referencias.