358115 fisicoquímica ambiental
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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNADEscuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Ambiente
Protocolo de prácticas del curso Fisicoquímica Ambiental
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNADESCUELA DE CIENCIAS AGRÍCOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE
LABORATORIO
ACTIVIDADES PARA EL ESTUDIANTE
IDENTIFICACIÓN DE LA PRÁCTICA
Nombre del curso FISICOQUÍMICA AMBIENTAL
Código de curso 358115
Valor de esta actividad práctica 150 Puntos (90 ptos son evaluados por el tutor de prácticay 60 ptos en campus virtual)
Nombre del director de curso Andrea Viviana Yate
CEAD al que pertenece Bogotá
Contacto del director de curso [email protected]
Espacio donde se debe desarrollarla práctica
De acuerdo a lo establecido en la programación de cadazona
Objetivos de la práctica Aplicar los conceptos vistos en el curso
Justificación de la prácticaDeterminar conceptos vistos en el curso como: capacidadcalorífica, entalpía molar de disoluciones, gases y cinéticade reacción.
Competencias a desarrollar
El estudiante identifica los conceptos empleados en losdiferentes procedimientos a realizar en la práctica.
El estudiante calcula los respectivos parámetros a partir dedatos experimentales.
Duración de la práctica Diez (10) horas
Mecanismo mediante el cual seevaluará la práctica:
A través de la rúbrica de evaluación, la cual va adjunta alfinal del presente protocolo (esta información estádisponible para los estudiantes en el entorno deconocimiento del aula virtual, “rubrica de evaluación”)
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Protocolo del Prácticas 2
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METODOLOGÍA
A. Pre-informe de la práctica
El estudiante revisa los cuatro (4) procedimientos a desarrollar en el laboratorio:
Procedimiento 1: Determinación de la entalpía molar de disolución y entropía de unamezcla binaria
Procedimiento 2 : Determinación de la constante universal de los gases
Procedimiento 3: Cinética de la descomposición del Tiosulfato de sodio, por medio deácido clorhídrico concentrado.
Procedimiento 4: Adsorción de soluciones acuosas de ácido acético en suelos ycarbón activado.
Una vez consultados los procedimientos, el estudiante debe realizar un diagrama de flujopor cada procedimiento, el cual debe contener reactivos, cantidades y tiempos de
residencia en los respectivos equipos. Además debe dar respuesta al cuestionario
presentado en el Anexo A.
Es importante resaltar que estos documentos no deben ser entregados, sino que
son apoyo al trabajo que el estudiante realizará en el laboratorio, y al desarrollo del
cuestionario titulado pre-informe en el campus virtual.
B. Actividades a desarrollar por el estudiante
Verificar en el CEAD en el que se encuentra inscrito la fecha y hora de la práctica.
El tutor a cargo y el personal del laboratorio realizarán una charla introductoria con el
fin de que el estudiante reciba todas las instrucciones de seguridad que debe tener
durante el desarrollo de la práctica.
Llevar las muestras requeridas para el desarrollo de la práctica de acuerdo a lo
indicado en el literal C del presente documento. Los materiales que presentan la
palabra Estudiante al frente, deben ser llevados por el estudiante el día de la práctica. Los estudiantes entregan el pre-informe de acuerdo a lo indicado en la Hoja de ruta e
inician cada uno de los procedimientos que se describen a continuación:
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Protocolo del Prácticas 3
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Procedimiento 1: Determinación de la entalpía molar de disolución y entropía de una
mezcla binaria
Calibración del calorímetro o vaso Dewar
a) Lavar y secar adecuadamente el calorímetro (vaso Dewar, termo o recipiente de icopor) a
emplear. Permitir su secado al aire libre con el fin de mantener el equipo a temperatura
ambiente.
b) Pesar el vaso Dewar y registrar el peso como c) Calentar 100ml de agua destilada hasta alcanzar 80°C
d) Tomar una muestra de 100 ml de agua y medir su temperatura
e) Adicionar el agua a temperatura ambiente al vaso Dewar y tapar
f) Realizar la medición de la temperatura del agua contenida en el vaso Dewar cada minuto por
un periodo de 5 minutos. Verificar que la temperatura del minuto 4 y 5 permanezcan
constantes, de lo contrario continúe tomando la temperatura de la muestra cada minuto hasta
que obtenga temperatura constante
g) Transcurrido el tiempo, adicionar los 100ml de agua destilada previamente calentados a 80°C
al vaso dewar, mezclar y tapar
h) Realizar la medición de la temperatura de la mezcla contenida en el vaso Dewar cada minuto
durante 5 minutos. Verificar que la temperatura del minuto 4 y 5 permanezcan constantes, delo contrario continúe tomando la temperatura de la muestra cada minuto hasta que obtenga
la temperatura de equilibrio de la mezcla.
i) Desocupar, lavar y secar el calorímetro para la siguiente ensayo
j) Calcular el calor específico de acuerdo a lo indicado en el Anexo B
k) Repetir el procedimiento descrito anteriormente empleando la muestra de agua (rio,
quebrada, industrial residual), y calcular el calor específico de la misma. Tenga en cuenta que
para este procedimiento la muestra de agua a calentar debe ser agua destilada. Mientras que
la muestra de agua a temperatura ambiente corresponde al agua de rio o industrial.
Determinación de la entalpía molar de disolución del NaOH en H 2O
a) Lavar y secar adecuadamente el calorímetro (vaso Dewar, termo o recipiente de icopor) a
emplear. Permitir su secado al aire libre con el fin de mantener el equipo a temperatura
ambiente.
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Protocolo del Prácticas 4
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b) Pesar 2g de NaOH
c) Medir la Temperatura inicial del NaOH
d) Tomar una muestra de 100 ml de agua y medir su temperatura
e) Adicionar la muestra de agua a temperatura ambiente al vaso Dewar y tapar
f) Realizar la medición de la temperatura del sistema contenido en el vaso Dewar cada minuto
por un periodo de 5 minutos. Verificar que la temperatura del minuto 4 y 5 permanezcan
constantes, de lo contrario continúe tomando la temperatura de la muestra cada minuto
g) Transcurrido el tiempo, adicionar el NaOH rápidamente al calorímetro y tapar
inmediatamente.
h) Agitar vigorosamente el sistema y medir la temperatura de la mezcla cada minuto durante 5
minutos, o hasta que el sistema alcance la temperatura de equilibrio (temperatura constante)
i) Desocupar, lavar y escurrir el calorímetro
j) Calcular la entropía de la muestra de acuerdo a lo indicado en el Anexo B
k) Repetir el procedimiento descrito anteriormente empleando la muestra de suelo, y calcular la
entropía de la misma.
Procedimiento 2: Determinación de la constante universal de los gases
Montaje
a) Lavar y secar adecuadamente el balón de fondo plano con desprendimiento lateral, beaker de
1L y probeta de 500ml
b) Tapar el balón con el tapón y conectar la manguera de tal forma que un extremo quede en el
interior del balón y el otro extremo se ubica en el beaker
Determinación de la constante universal
a) Llenar la probeta de 500ml de agua destilada
b) Adicionar ¾ partes del volumen del beaker con agua destilada
c) Invertir la probeta en el beaker, teniendo en cuenta que no queden burbujas dentro de la
probeta y que esta continúe llena.
d) Pesar 0.1g de CaCO3
e) Adicionar 200ml de HCl 2N en el balón fondo plano
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Protocolo del Prácticas 5
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f) Tapar la probeta con la mano (con precaución) e insertar el termómetro para medir la
temperatura del gas producido
g) Desocupar, lavar y secar los materiales empleados para el siguiente ensayo.
h) Repetir el procedimiento para las muestras de CaCO3 de 0.2g, 0.8g, 1.2g.
i) Calcular la constante universal de los gases y el error obtenido de acuerdo a lo indicado en el
Anexo C
Procedimiento 3: Cinética de la descomposición del tiosulfato de sodio, por medio de HCl
concentrado
a) Alistar las soluciones de tiosulfato sódico (Na2S2O3) 0.1N y ácido clorhídrico 1N
b) Alistar las soluciones de tiosulfato sódico al 0.1M, 0.05M. 0.025M y 0.0125M
c) Agregar en un beaker 1, 10 mL de Tiosulfato de sodio y 10 mL de HCl 1N. Cronometrar el tiempo
que tarda la solución en tornarse opaco por completo. Continúe el procedimiento con
Tiosulfato sódico a 0.05M, 0.025M y 0.0125M.
d) Repetir el procedimiento anterior empleando un baño de hielo y cronometrar el tiempo que
cada solución tarda en tornarse opaco.
e) Calcular las constantes de velocidad, energía de activación y tiempo de vida media de acuerdo
a lo indicado en el Anexo D
Procedimiento 4: Adsorción de soluciones acuosas de ácido acético en suelos y carbón
activado
a) Rotular 4 beakers de 250mL
b) Pesar dos muestras de +/- 1 gramo de suelo y dos muestras de +/- 1gramo de carbón activado.
c) Introducir cada muestra en uno de los beaker rotulados
d) Adicionar 100 mL de solución de ácido acético 0.15 M a dos muestras, una de suelos y otra de
carbón activado
e) Adicionar 100 mL de solución de ácido acético 0.05 M a las otras dos muestras: una de suelo y
otra de carbón activado
f) Tapar rápidamente los recipientes y agitar periódicamente durante 30 minutos.
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g) Dejar reposar las muestras durante 15 min a temperatura ambiente (mida la temperatura del
ambiente una vez inicie reposo).
h) Filtrar cada muestra desechando los primeros 10 mL de filtrado, como medida de adsorción
del ácido por el papel filtro
i) Titulación de cada muestra:
Adicionar con una pipeta 25 mL del filtrado e introducirlo en el Erlenmeyer de titulación.
Adicionar 3 gotas de fenolftaleína y agitar suavemente. Cargar la bureta con NaOH 0.1N,
ajustando el nivel a cero. Ubicar el Erlenmeyer bajo la bureta y adicionar gota a gota de NaOH
agitando el Erlenmeyer constantemente hasta tornar a color rosado. Registrar los mililitros
gastados de NaOH. Repetir la titulación para cada muestra.
j) Determine el ∆H de cada muestra estudiada, de acuerdo a lo indicado en el Anexo E
Los estudiantes deben realizar un registro fotográfico de los resultados obtenidos,
tomar apuntes, recalcular las cantidades requeridas por el proceso, y otras actividades
que consideren necesarias para el desarrollo del informe de la práctica.
C. Materiales y reactivos necesarios para la práctica
Los instrumentos de laboratorio y reactivos que se listan a continuación son para unmontaje (grupo de máx. 6 estudiantes).
Cuaderno, libreta, block o agenda para apuntes.
Cámara fotográfica, en el caso que no tengan pueden compartir las fotos con otro
compañero, sin presentar el mismo registro fotográfico.
Bata de laboratorio, gafas de seguridad y guantes de nitrilo o látex.
Cronómetro
Termómetro.
Balanza analítica. Agitador magnético o varillas de agitación de vidrio
Equipo de titulación: Soporte universal, bureta, pinzas, erlenmeyer 250mL, probeta de
100mL
Montaje de filtración: Embudo, papel de filtro, beaker
Baño termostatado
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1 Calorímetro (Vaso Dewar, termo o recipiente de icopor).
2 Beaker 200ml.
4 beaker de 250 mL
1 beaker de 1L
4 Erlenmeyer de 100mL
1 Probeta graduada de 100ml.
1 probeta graduada de 500ml.
1 balón fondo blanco con desprendimiento lateral y tapón de caucho.
Manguera con acople de vidrio.
espátula.
4 g Hidróxido de sodio NaOH en lentejas.
1.5 L Ácido clorhídrico HCl 2N
5 g de Carbonato de calcio CaCO3
2.5 L Agua destilada
40mL de Tiosulfato sódico al 0.1N
80 mL de ácido clorhídrico, 1 N
4 g Carbón activado
Hidróxido de sodio, 0.1 N
200 mL Ácido acético al 0.15M y 0.05M
Fenolftaleina
Tiosulfato sódico al 0.05M, 0.025M y 0.0125M
200 ml de una muestra de agua (río, quebrada, o industrial residual) – Estudiante
50 g de muestra de suelo – Estudiante
D. Productos a entregar
Al tutor de la práctica
De acuerdo a las indicaciones dadas por el tutor de práctica, los estudiantes formarán
grupos de trabajo para el desarrollo del informe. El cual será entregado en las fecha
establecidas por el tutor de práctica (se sugieren 10 días calendario).
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El informe debe contener los siguientes ítems siguiendo lo establecido en el Hoja de ruta
que se encuentra en el entorno de aprendizaje práctico.
a. Portada (1 página)b. Cálculos (4 páginas)
c. Resultados y discusión (2 páginas)
d. Conclusiones (mínimo 2 por procedimiento)
e. Bibliografía
No es necesario la entrega de las gráficas. Sin embargo, en caso de desear presentarlas en
el informe, éstas deben ir como anexos. Dado que no es obligatorio la presentación de las
gráficas, asegúrese de presentar los resultados de forma clara y debidamente discutidos.
Al tutor virtualCada estudiante debe realizar el cuestionario titulado preinforme, disponible en el entorno
de evaluación y seguimiento dentro de las fechas establecidas en la agenda del curso.
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EVALUACIÓNEs importante resaltar que de no asistir a la práctica con el tutor asignado, NO será
recibido ni evaluado el informe.
En este sentido la calificación será cero.
CRITERIOEVALUADO
VALORACIÓN PUNTAJEMÁXIMO BAJO MEDIO ALTO
Informe
El estudiante no presentó
el informe
El estudiante presentó el informe en
la fecha establecida. Sin embargo,
carece de información solicitada.
El estudiante presentó el
informe según lo indicado
en la hoja de ruta y guía
integrada de actividades
10
Puntos = 0 Puntos = 5 Puntos = 10
Asistencia ala práctica
El estudiante no participó
de la práctica.
El estudiante participó de la
práctica. Sin embargo, tuvo baja
participación en el desarrollo de la
práctica
El estudiante participó
activamente de la prácticay desarrollo del informe 15
Puntos = 0 Puntos = 7 Puntos = 15
Cálculos
El informe no contiene los
cálculos realizados, o son
incorrectos
El informe contiene los cálculos. Sin
embargo, carece de información o
algunos están desarrollados
inadecuadamente
El informe contiene los
cálculos que fueron
desarrollados de forma
correcta
10
Puntos = 0 Puntos = 5 Puntos = 10
Resultados ydiscusión
El informe no contiene
resultados y discusión de
la práctica
El informe contiene resultados y
discusión de la práctica. Sin
embargo, no se presentan para
todos los procedimientos realizados,
o algunos resultados son errados
El informe contiene
resultados y discusión de
todos los procedimientos
realizados y demuestran
apropiación del tema
25
Puntos = 0 Puntos = 12 Puntos = 25
Conclusiones
El informe no presenta
conclusiones de los
procedimientos realizados
en el laboratorio
El informe presenta por lo menos
dos conclusiones de cada
procedimiento realizados en el
laboratorio y los resultados
obtenidos
El informe presenta más
de dos conclusiones a
cada procedimiento
realizado acorde a los
resultados obtenidos.
20
Puntos = 0 Puntos = 2 Puntos = 5
Redacción yOrtografía
El documento contiene
errores de redacción y
ortografía
El documento contiene uno o dos
errores de redacción y ortografía
La redacción es excelente,
las ideas están
correlacionadas y el
cuerpo del texto cumple
con los lineamientos de
presentación indicados en
la hoja de ruta.
10
Puntos = 0 Puntos = 5 Puntos = 10
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ACTIVIDADES PARA EL TUTOR DE PRÁCTICA
El tutor de práctica debe entrar en contacto desde el inicio del período académico con el
director de curso, con el objetivo de conformar la red de tutores, la cual se trabajará desde
los correos institucionales y old contents.
1. Verificar asistencia
El tutor de práctica debe verificar la asistencia de estudiantes de acuerdo al listado de
inscripción generado por el laboratorio.
Es importante tener en cuenta que de atender estudiantes que no se inscribieron a la
práctica a través del aplicativo OIL (no se encuentran en el listado generado por el
laboratorio), el docente es responsable de comunicarle al estudiante que debe realizar la
inscripción o ajuste pertinente, en coordinación con el líder de laboratorios de la zona.
Esto debido a que si el estudiante no se encuentra inscrito en la práctica a la que asiste,
la calificación no podrá ser suministrada por el docente en la plataforma.
2. Generar calificaciones en el aplicativo OIL
El tutor de práctica debe subir las calificaciones de los estudiantes a cargo en el aplicativo
OIL – Oferta Integrada de Laboratorios, en los tiempos estipulados para tal fin.
3. Informe de Actividades
El tutor de prácticas deberá elaborar un informe sobre el desarrollo de las actividades del
componente práctico el cual debe ser entregado al director de curso. Dicho informe estará
compuesto por los siguientes tres (3) formatos diligenciados:
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Formato 1: Datos generales de la práctica
CONTROL Y SEGUIMIENTO AL DESARROLLO
DEL COMPONENTE PRÁCTICO
Nombre del tutor
CEAD donde seencuentra el tutor
Curso
Título de la práctica
Fecha de realización Dia:______________ Mes_______________ Año:_________
Lugar donde se
desarrolló la práctica
Lugar: ____________________________________________
Municipio:_______________ Departamento:______________
Temas abordados en lapráctica
Materiales y equiposempleados en lapráctica
Observaciones
Costo aproximado
Transporte:________________________________________
Materiales y equipos:________________________________
Formato 2: Registro de asistencia de los estudiantes a las actividades prácticas
REGISTRO DE ASISTENCIA DE ESTUDIANTES
A L AS ACTIVIDADES PRÁCTICAS
No NOMBRES APELLIDOS CODIGO FIRMA12
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111213
141516171819
Datos del tutor
Nombre: _________________________________________
Cédula: ____________ Firma: ________________________Correo___________________________________________Teléfonos _______________ Celular __________________
Anexos
Evidencias del desarrollo de la práctica (Fotografías, videos, etc).
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Formato 3: Reporte de calificaciones obtenidas por los estudiantes
REPORTE DE CALIFICACIONES
Curso: __________________________Código:__________________________Título de la práctica: _______________
________________________________
CEAD:_______________________________Fecha:_______________________________Tutor: _______________________________Firma:_______________ Cédula:_________
No Apellidos y Nombres Código
Participaciónen el
desarrollo dela práctica
Pre-Informe
Objetivosde lapráctica
Metodología Cálculos Redacciónyortografía
Bibliografía Totalenpuntos
Justificación
123456789101112
131415161718192021
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ANEXO A
CUESTIONARIO
1. Consultar los tipos de calorímetro y sus características fisicoquímicas
2. Hallar el calor de disolución del NaOH en agua, cuando al disolver 1.2g de NaOH
sólido en 250ml, la temperatura de la disolución incrementa en 1.24 °C.
3. Consultar que es la adsorción, los tipos de absorción, tipos de carbón activado y
sus aplicaciones ambientales
4. Explique la influencia de la temperatura en la adsorción de las soluciones
5. Indique la diferencia fisicoquímica entre la adsorción de soluciones sobre suelos ycarbón activado.
6. Investigue la ecuación de la isoterma de adsorción de las soluciones binarias,
ecuación de Lagmuir para la adsorción de soluciones.
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ANEXO B
CÁLCULOS PROCEDIMIENTO 1
Calibración del calorímetro o vaso Dewar
1. Determine la densidad del agua caliente (T1) y el agua a temperatura ambiente (T) de
acuerdo a la siguiente ecuación.
= 30,06587,48 × 10− ∙
30
2. Conocida la densidad de cada muestra, y el volumen adicionado al calorímetro
determine la masa de cada muestra. Siendo m1 la masa del agua caliente y m2 la masa
de agua a temperatura ambiente. 3. Determine el calor específico del recipiente (Ce) de acuerdo con el balance de calor:
= ∙ ∙ ( ) ∙ ∙ ( ) = ∙ ∙ ( )
Donde:
mC = Masa del calorímetro
CH2O = Capacidad calorífica del agua
Teq = Temperatura en equilibrio de la mezcla
T0 = Temperatura en equilibrio de la muestra de agua a temperatura ambiente4. Determine la capacidad calorífica del calorímetro:
= ∙
Calor específico de una muestra de agua
1. Determine la densidad del agua destilada caliente (T1) y la muestra de agua a
temperatura ambiente (T), de acuerdo a la ecuación presentada en el numeral 1 de la
calibración del calorímetro.
2. Conocida la densidad de cada muestra, y el volumen adicionado al calorímetro
determine la masa de cada muestra. Siendo m1 la masa del agua caliente y m2 la masade agua a temperatura ambiente.
3. Determine la capacidad calorífica de la muestra de agua analizada (Cm) de acuerdo
con el balance de calor:
=
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∙ ∙ ( ) ∙ ∙ ( ) = ∙ ∙ ( ) Donde:
Teq = Temperatura en equilibrio de la mezclaT0 = Temperatura en equilibrio de la muestra de agua a temperatura ambiente
Entalpía molar de disolución del NaOH en H 2O
1. Determine la densidad del agua destilada adicionada al calorímetro empleando la
temperatura de equilibrio (T0), de acuerdo a la ecuación presentada en el numeral 1 de
la calibración del calorímetro.
2. Determine el calor cedido en la solución (Csn) de acuerdo con el balance de calor:
= = = ∙ ( ) ∙ ∙ ( )
Donde:
Qganado = Calor ganado por el colorímetro y la masa de agua a temperatura ambiente
Qcedido = Calor desprendido por efecto de la disolución del NaOH
Teq = Temperatura en equilibrio de la mezcla
T0 = Temperatura en equilibrio de la muestra de agua a temperatura ambiente
T1 = Temperatura del Hidróxido de sodio
Considere que el calor específico del NaOH es similar al del agua, dado que el calor cedido
en el proceso hará que aumente la temperatura del agua, el calorímetro y el NaOH. (CH2O = 1cal/g.°C = 4.18 J/g.°C)
3. Calcular la entalpía molar de disolución
∆ =
4. Calcular la molaridad de la disolución estudiada
5. Evaluar el valor obtenido de la entalpía molar de disolución en agua con el reportado
en la literatura, estableciendo su porcentaje de error y analizando la causa de este.
6. Determinar la entropía de la muestra así:
∆ =2,303∙ ∙ ∙
7. Realizar los cálculos para determinar el calor cedido en la disolución de la muestra
del suelo evaluada.
Para el desarrollo y análisis de estos cálculos apóyese del capítulo 6: termodinámica, del
libro Chang R (2004). Disponible en el entorno de conocimiento del curso.
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ANEXO C
CÁLCULOS PROCEDIMIENTO 2
Determinación de la constante universal de los gases
La reacción química empleada en este procedimiento es:
2 →
1. Calcular los moles de producidos por cada masa de CaCO3 empleados.2. Averiguar la presión atmosférica de la zona en donde se llevó a cabo el ensayo y la
presión de vapor del agua a la temperatura trabajada. Con estos datos, calcular la
presión del dióxido de carbono.
3. Graficar el volumen de dióxido de carbono vs. el número de moles del mismo
obtenidas. Realizar la respectiva línea de tendencia a la gráfica obtenida estableciendo
y a partir de la ecuación linealizada, calcular la constante universal de los gases.
Para el desarrollo y análisis de estos cálculos apóyese de la sección Relación del volumen
con el número de moles, del Módulo del curso Fisicoquímica Ambiental, Granados JE(2011). Disponible en la Unidad 2 del entorno de conocimiento del curso.
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ANEXO D
CÁLCULOS PROCEDIMIENTO 3
Cinética de la descomposición del tiosulfato de sodio, por medio de HCl concentrado
La reacción química empleada en este procedimiento es:
2 → 2 El ácido clorhídrico reacciona con el tiosulfato liberando ácido de tiosulfato, que se
descompone instantáneamente en dióxido de azufre, agua y azufre, el cual se precipita en
la solución que se manifiesta con un opacamiento de la misma (2s+2 + 4e- 2S0).
1. Complete la siguiente tabla para cada temperatura trabajada:
T(K) [Na2S2O3] t(min) V = [Na2S2O3]/t Log [Na2S2O3] Log V
2. Realice las gráficas de Log V vs. Log [Na2S2O3] para cada temperatura. Realizar la
respectiva línea de tendencia a la gráfica obtenida estableciendo y a partir de la
ecuación linealizada determine el orden de la reacción y las constantes específicas de
velocidad (k1, k2), considerando que:
= ∙ [] ∙ [] Y = m X + b
3. A partir de los datos obtenidos a las dos temperaturas empleadas determine la energía
de activación y el factor de frecuencia de la reacción a partir de la ecuación de
Arrhenius y su relación de constantes a diferentes temperaturas. Con la constante
específica hallada calcule la vida media de la reacción.
Para el desarrollo y análisis de estos cálculos apóyese del capítulo 13, Cinética química,
pp. 532 del libro Chang R(2004). Disponible en el entorno de conocimiento del curso
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ANEXO E
CÁLCULOS PROCEDIMIENTO 4
Adsorción de soluciones acuosas de ácido acético en suelos y carbón activado
1. Calcular los milimoles iniciales del ácido acético presente en cada erlenmeyer.
+ = .é ∙ [. é] 2. Calcular los milimoles finales del ácido acético neutralizados por el NaOH en cada
erlenmeyer.
+ = ∙ [] 3. Calcule el número de moles de ácido absorbidos por gramo de suelo (N), en cada
concentración de ácido acético
= + +
4. Calcule el número de moles de ácido absorbidos por gramo carbón activado (N1), en
cada concentración de ácido acético
= + +
ó
5. Calcular la concentración final del ácido acético, posterior al proceso de adsorción en
cada erlenmeyer
= ∙ []
25
6. Genera una tabla con los datos obtenidos para cada combinación de muestra ytemperatura así:
Muestra T (°C)[Ác.
Acét] (M)N (mmol/g) Cf (M) 1/N 1/Cf
Suelo Ambiente 0.15
Suelo Ambiente 0.05
Carbónactivado
Ambiente 0.15
Carbónactivado
Ambiente 0.05
-
8/18/2019 358115 Fisicoquímica Ambiental
20/20
Protocolo del Prácticas 20
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNADEscuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Ambiente
Protocolo de prácticas del curso Fisicoquímica Ambiental
7. Realizar la gráfica 1/N vs. 1/Cf para cada muestra.
8. De las gráficas, obtener la pendiente e intercepto con el eje Y. A partir de estos
obtener el valor Nm, K, A y θ. Considerando la isoterma de adsorción de soluciones
binarias [1] y las ecuaciones de la isoterma de lagmuir [2,3]:
= ∙
1 1 ∙ [1]
Donde:
Xs= Composición de la solución superficial
k = Constante de equilibrio de adsorción
X2 = Fracción molar de la solución volumétrica
= ∙
1 ∙ [2] Donde:
θ= Fracción de superficie sólida cubierta por las moléculas adsorbidas
C = Concentración de la solución en equilibrio
= [3]
Donde:
N= Representa el número de moles adsorbidos por gramos de sóido para un soluto en
equilibrio de concentración C
Nm = Número de moles por gramo, necesarios para formar una monocapa
Realizando las respectivas sustituciones en la ecuación de adsorción de soluciones
binarias, obtenemos
=
1
∙ 1 ∙ [4]
Para esto emplee la información consultada en el cuestionario del Anexo A, punto 4, 5, 6