2.7. Objectives
2.7.4. Objective 4: Safety Training programme and Communication
log v
log tiosulfato de sodio
Lineal (log v )
Lineal (log tiosulfato de sodio )
Donde Eac =
0.4089*
Eac = 1.8846 k cal/mol Eac = 1884.6 cal/mol Eac = 559.800 BTU/ mol
Donde
Reemplazando tenemos Log 1 *
= 0.69545 Log 1 *
Log 1 *
Log 0.5998 *
= -0.142 Log 0.5998 *
Log 0.5998 *
6. Trazar la gráfica de Log K contra 1/T y a partir del intercepto (b), encontrar el factor de frecuencia de Arrhenius (A=anti log (b)). Comparar este valor con el que obtuvo en 5. Y= mx + b
m=
y- 0.34028 =58.51 (x – 0.00365)
y=58.51x + 0.126 A=
A= 1.1350
7. Graficar Log [Na2S2O3] contra tiempo, para la temperatura (T1); Linealizar por Mínimos cuadrados y por medio de la pendiente, calcular la constante específica
de velocidad (k1) de la siguiente forma:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0,05 0,1 0,15 L o g [ N a 2 S 2 O 3 ] tiempo tiempo Lineal (tiempo)
Donde aplicando formula
8. Comparar los valores de k1, hallados en 3 y 7, analizar.
K1 = 1 y k1=2.74 tenemos que estos dos valores aproximadamente se maneja una diferencia de 1.74 valores debido a los datos tomados de la gráfica número uno ya que estos tenían una función logarítmica de V vs logarítmica tiosulfato de sodio.
9. Con el valor de K1 encontrado en 7, hallar el período de vida media de la reacción (t1/2).
* (t1/2).T= 2.74* (1:20/2)= 1.644
10. Trazar la gráfica de [Na2S2O3] contra tiempo, analizar.
Na2S2O3 tiempo
0,1000 1,2
0,0500 2,1
0,0250 8,43
TABLA DE DATOS
T(K) n K(min-1) Eac (cal/ mol) A(cm3/l*min) t1/2 (min)
T1= 0.699 1 1.8846 k cal/mol 0.48725 60
T2 = -0.301 0.5998
CUESTIONARIO:
1. A qué temperatura ocurrió más rápida la reacción? Qué tipo de parámetros Obtenidos por usted en esta práctica, justifican su respuesta?
La temperatura que ocurrió más rápida la reacción fue la de 313.15 °K ya que supiera el valor de la temperatura 2 además por la misma conversión de grados centígrados a kelvin ya que es la estándar para poderla manejar más fácilmente.
Los parámetros que se obtuvieron al realizar esta práctica fue tener cuidado con las unidades y con cada una de las transformaciones y/o conversiones de unidades según lo expuesto y con una serie de lecturas del módulo.
2. ¿Por qué se trabaja con ácido clorhídrico de concentración constante (1M)?
Se trabaja constante la concentración del ácido clorhídrico ya que al hacerlo reaccionar tiosulfato químicamente va a sufrir unos cambios y se llega a la final con la utilización de la ley de la velocidad dejando esto como una constante.
-2 0 2 4 6 8 10 0 1 2 3 4 5 6 [ N a 2 S 2 O 3 ] tiempo Lineal ()
3. ¿Qué significados tienen los valores de la energía de activación, el valor de Frecuencia de Arrhenius y el período de vida media, determinados por usted en este experimento? Los significados de dichos estándares solicitados en este experimento se llega que si dichos valores tienden a hacer negativos estamos diciendo que no fueron manejados y/o expresados de la mejor manera, Teniendo en cuenta que no fue el caso esto nos lleva a concluir que si se pudo manejar bien dichos datos y que si se está generando una energía de activación moderada según este caso
4. Cuáles son las principales aplicaciones de la cinética química a nivel Ambiental?
La cinética química impacta sobre el medio ambiente dado que algunos productos se degradan rápida y otros lentamente.
CONCLUSIONES
Se logró hallar la energía de activación (Ea) y el factor de frecuencia (A) de esta
reacción, por medio de la ley de Arrhenius.
Se trabajó con soluciones estándar de tiosulfato y manteniendo constante la
concentración del HCl durante el proceso.
Pudimos observar que hubo una reacción más rápida al opacarse las soluciones
con el proceso de baño maría, que con el del hielo, es decir, que a mayor temperatura, más rápida es la reacción
___________________________________________________________________
PRACTICA 4
ADSORCION DE SOLUCIONES ACUOSAS DE ACIDO ACETICO EN SUELOS Y CARBON ACTIVADO
MATERIALES
Equipo de Titulación: Soporte universal, bureta, Pinzas, Erlenmeyer de 250mL , probeta de 100mL, embudo de filtración, espátula metálica, pipeta de 10mL, papel filtro, Termo agitadores magnéticos o varillas agitadores de vidrio, baño termostatado, beaker de 250mL, balanza analítica.
REACTIVOS
Ácido acético glacial, Carbón activado, Hidróxido de sodio 0,1 N, Ácido acético: 0,150 M y 0,050M, Fenolftaleína, muestra de suelo seco.
Adsorción superficial de sólidos
La ecuación general (Guerasimov Y, et al . 1980) de la isoterma de adsorción de las
Soluciones binarias es:
PROCEDIMIENTO
1. Alistar 4 Erlenmeyer ó Beakers de 250mL y rotularlos así: S1; S2; CA1; CA2.
2. Pesar en balanza analítica, 4 muestras así: dos, de +/- 1 gramo de suelo y dos de +/- 1 gramo de carbón activado, registrar los valores como: Ws y Wca, en su tabla de datos. 3. Colocar las muestras de suelo en S1 y S2 y las de carbón activado en los
Erlenmeyer respectivos: S2 y CA2
4. Adicionar 100 mL de solución de ácido acético: 0,150M en los frascos rotulados: S1 y CA1. También agregar 100mL de ácido acético: 0,050M en los Erlenmeyer: S2 y CA2, respectivamente.
5. Tapar rápidamente los recipientes y agitar periódicamente durante 30 minutos en agitadores magnéticos ó con varilla de vidrio; después, dejar reposar por 15 minutos a temperatura ambiente: T1, la cual se debe medir con el termómetro.
6. Posteriormente, cada muestra se filtra sobre papel filtro cuantitativo, desechando los primeros 10 mL del filtrado, como medida de precaución contra la adsorción del ácido por el papel filtro.
7. Tomar con pipeta, exactamente 25 mL del filtrado de S1 y colocarlos en el Erlenmeyer del equipo de titulación. Adicionar 3 gotas de fenolftaleína y agitar Suavemente por 10 segundos.
8. Alistar la bureta, lavarla, purgarla, colocarla en el soporte universal y cargarla con NaOH 0,1N; enrasarla, ajustando el nivel del líquido a cero.
9. Ubicar el erlenmeyer bajo la Bureta y titular, adicionando gota a gota el NaOH sobre la solución presente en el Erlenmeyer (el cual se agita suavemente), hasta que aparezca y
permanezca un color rosado o violeta pálido. Registrar los mililitros gastados de NaOH en su tabla de datos.
10. Repetir secuencialmente los pasos 7,8 y 9, con los tres filtrados restantes y Registrar los mL gastados de NaOH en la tabla de datos.
11. Repetir todo el experimento, etapas 1 a 10, a una temperatura más alta: T2 Cercana a 40°C, colocando los frascos en un termostato ó baño de María. TABLA DE DATOS
Tabla 1: Datos para la adsorción de soluciones acuosas de ácido acético sobre suelos y carbón activado, a las dos temperaturas trabajadas.
MUESTRAS SIMBOLOGIA Wm
(g) ACIDOACETICO (ml)NaOH 0,1N
SUELO S1 1 0.15 50 35
S2 1 0.050 16 21
CARBON
ACTIVADO CA1 CA2 1 1 0.15 0.050 14.5 26 1124 T1: 17°C T ambiente T2: 40°C T baño Maria CÁLCULOS Y GÁFICAS
1. Milimoles iniciales de ácido acético (H+), presentes en los 4 Erlenmeyer, a la temperatura T1.
Mmoles iniciales H+ = Ml acido (Ac Acet)
M m o l e s in i c i a l es H + = 100 Ml de Ac Acético, para todas las muestras
2. Milimoles finales de ácido acético (H+), neutralizados por el NaOH, en cada Erlenmeyer, a la temperatura T1.
Mmoles finales H+ = mL NaOH. (NaOH) Utilizados a T1 (ml) NaOH 0,1N, fueron:
M m o l e s f i n a l es H + =
S1= 50 ml S2=16 ml CA1= 145 ml
CA2= 26 ml
3. Número de moles de ácido, adsorbidos por gramo de suelo (N), en cada Concentración de ácido acético (Frascos S1 y S2), a T1.
N =
- FRASCO S1 a T1 N =
N =
N = 50 mmol/g FRASCO S2 a T1 N =
N =
N = 84 mmol/g4. Número de moles de ácido, adsorbidos por gramo de carbón activado (N), en cada concentración de ácido acético (Frascos CA1 y CA2), a T1
FRASCO CA1 a T1
N =
N =
N = 85.5mmol/g
N =
N =
N = -74mmol/g
5. Concentración Final del ácido acético, posterior al proceso de adsorción, en los frascos S1, S2, CA1, y CA2, a T1 FRASCO S1 a T1 Cf=
Cf=
Cf= 2 FRASCO S2 a T1 Cf=
Cf= 0.64 FRASCO CA1 a T1 Cf=
Cf= 0.58 FRASCO CA2 a T1 Cf=
Cf= 1.04Repetir este tipo de cálculos para el experimento realizado a la temperatura: T2. Rta: los cálculos se realizaron y los resultados se dan a conocer en la siguiente tabla.
7. A partir de los valores de N y Cf, calculados para cada temperatura, completar la siguiente tabla:
Tabla 2: Resultados de la adsorción de soluciones acuosas de ácido acético sobre suelos y carbón activado, a las dos temperaturas trabajadas.
MUESTRAS Temp (°c) N(mmol/g) Cf(M)
RECIPROCOS 1/N 1/Cf S1 S2 T1 T1 50 84 2 0.64 0.020 0.0119 0.501.56 S1 S2 T2 T2 65 79 1.4 0.84 0.0123 0.0126 0.711.19 CA1 CA2 T1 T1 85.5 74 0.58 1.04 0.0116 0.0135 1.720.96 CA1 CA2 T2 T2 89 86 0.44 0.96 0.0112 0.0117 2.271.04
8. Con base en los valores der la tabla 2, trazar las gráficas de: 1/ N versus 1/ Cf, para cada muestra trabajada (suelo y carbón activado), a la respectiva temperatura: T1 y T2
MUESTRAS Temp (°c) N(mmol/g) Cf(M) RECIPROCOS
1/N 1/Cf S1 T1 50 2 0,02 0,5 S2 T1 84 0.64 0,0119 1,56 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 1/N 1/Cf Series1 Series2
MUESTRAS Temp (°c) N(mmol/g) Cf(M) RECIPROCOS
1/N 1/Cf
S1 T2 65 1.4 0,0123 0,71
S2 T2 79 0.84 0,0126 1,19
MUESTRAS Temp (°c) N(mmol/g) Cf(M) RECIPROCOS
1/N 1/Cf CA1 T1 85.5 0.58 0,0116 1,72 CA2 T1 74 1.04 0,0135 0,96 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1/N 1/Cf Series1 Series2
MUESTRAS Temp (°c) N(mmol/g) Cf(M) RECIPROCOS 1/N 1/Cf CA1 T2 89 0.44 0,0112 2,27 CA2 T2 86 0.96 0,0117 1,04 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 1/N 1/Cf Series1 Series2 0 0,5 1 1,5 2 2,5 1/N 1/Cf Series1 Series2
CUESTIONARIO
1) TIPOS DE ADSORCIÓN Física
Este tipo de adsorción se da por fuerzas débiles y, generalmente, no específicas, tales como las fuerzas de van der Waals y de London. Tiende a alcanzar equilibrio muy rápidamente (tiene energías de activación muy bajas) y a ser reversible.
Química
La adsorción química, también conocida como Quimiosorción, se produce debido a fuerzas mucho más fuertes, tales como las que producen enlaces químicos covalentes. Es mucho más lenta que la adsorción física y comúnmente es irreversible. La velocidad de adsorción puede relacionarse con la energía de activación para el proceso (después de todo, la Quimiosorción es una reacción química, por lo cual sigue todas las leyes cinéticas que conocemos).
TIPOS DE CARBON ACTIVADOS
Carbón bituminoso Antracita Cáscaras de coco Madera Turba Lignito APLICACIONES AMBIENTALES
El carbón activado es un material que, como su nombre lo indica, es materia carbonizada la cual puede ser de origen vegetal o mineral. Se le llama activado debido a que toda la materia carbonizada tiene propiedades adsorbentes, pero el estado de activación que se da a este tipo especial de carbón le confiere propiedades especiales que lo hacen tener una gran capacidad para adsorber ciertas substancias.
2) CALOR DIFERENCIAL DE ADSORCIÓN Y SUS APLICACIONES
El calor diferencial de adsorción, mide por tanto, la energía necesaria para arrancar una molécula que se encuentra en su estado vibracional promedio, bajo la fuerza de atracción del sólido y de sus vecinas, y llevarla a un punto situado a una distancia infinita del sólido.
El valor de calor diferencial de adsorción, no puede obtenerse experimentalmente de una manera directa, sino que debe obtenerse a través de otros calores de adsorción, como son los calores isostéricos de adsorción, isotérmicos y adiabáticos, obtenidos experimentalmente, según que el proceso de adsorción transcurra a volumen constante, temperatura constante o que se realice sin intercambio de calor con el medio exterior, respectivamente.
3) DIFERENCIA FISICOQUIMICA, ENTRE ADSORCION DE SOLUCIONES SOBRE SUELOS Y CARBONES ACTIVADOS
La adsorción es diferente a la absorción ya que absorción implica el paso de una sustancia, inicialmente en suspensión, a la parte interna del material absorbente. Por ejemplo: el agua en una esponja. Adsorción es diferente en el sentido de que el material removido se adhiere físicamente o químicamente a la superficie del material adsorbente, sin penetrar en su estructura física.
La adsorción se cree que implica fuerzas de atracción del tipo dipolo/dipolo, fuerzas de London o fuerzas de Van Der Waals, entre las moléculas de la substancia adsorbida y de la superficie del material que adsorbe éstas.
La alta efectividad en remoción o adsorción de compuestos, se debe a que el carbón activado tiene una gran área ó superficie disponible para que puedan interactuar las moléculas de la sustancia que se adsorbe. Esta gran superficie se adquiere cuando el material carbonáceo se somete a altas temperaturas y se inyecta súbitamente vapor de agua, nitrógeno, argón, bióxido de carbono o algún otro gas inerte. Este repentino cambio en la estructura interna del material provoca un gran número de huecos de tamaño microscópico, cuya superficie es receptiva a la retención de moléculas con una cierta estructura o estereoquímica.
CONCLUSIONES
1. Los tipos de suelo analizados son muy básicos.
2. El carbón activado tiene determinadas sustancias las cuales a reaccionar con el agua la dejan in olora, incolora e insavora.
3. En la titulación se gastaron más ml de hidróxido de sodio, debido a que la fenolftaleína, estaba pasada y los suelos eran básicos.
4. Los conocimientos adquiridos, son prácticos en nuestro campo, además satisfactorios para nuestra vida profesional.