Metodos de separacion

1. l
REDUCCION DEL AZUL DE METILENO POR EL CARBON
ACTIVADO
Lina Valencia, Henry David Vanegas Díaz; Luis Fernando Pérez
Faculta de Ciencias Básicas, Programa de Química, Universidad Santiago de Cali
luis.perez07@usc.edu.co / henry.vanegas01@usc.edu.co
Sábado 28 de septiembre 2019
RESUMEN:
En la práctica realizada se muestran los resultados obtenidos del laboratorio
experimental en el que se determina la cinética de la reacción de reducción del azul
de metileno (C16H18ClN3S) con el carbón activado, Esta reacción de reducción se
llevó a cabo por medio de dos situaciones, la primera, que el reactivo tuviera tres
concentraciones diferentes (30, 15 y 7.5 ppm) con interacción con el absorbente y la
segunda, ajuste y calibración del equipo espectrofotométrico (630 nm). Se tomaron
los resultados de absorbancia que disminuía al pasar el tiempo. Con los datos
obtenidos, se calculó los órdenes de reacción, constante de velocidad (k) y tiempo de
vida media de la reacción para cada concentración.
PALABRAS CLAVES: cinética de la reacción, absorbancia, azul de metileno,
carbón activado, espectrofotómetro.
ABSTRACT
In the practice performed, the results obtained from the experimental laboratory are
shown in which the kinetics of the methylene blue reduction reaction (C16H18ClN3S)
with activated carbon is determined. This reduction reaction was carried out by
means of two situations, the first, that the reagent had three different concentrations
(30, 15 and 7.5 ppm) with interaction with the absorbent and the second, adjustment
and calibration of the spectrophotometric equipment (630 nm). Absorbance results
that decreased over time were taken. With the data obtained, the reaction orders,
speed constant (k) and half-life of the reaction for each concentration were
calculated.
KEYWORDS: Reaction kinetics, absorbance, methylene blue, bentonite or activated
carbon, spectrophotometer

2. INTRODUCCIÓN.
Este experimento se realizó para comprender o aprender todo lo referente a las
reacciones cinéticas y su amplio uso en la industria. Es importante conocer las
bases de la cinética química y saber la forma correcta de compilar los datos
cinéticos. La ley de velocidad, velocidad de reacción (pendiente de la gráfica),
ordenes de reacción y el tiempo de vida media del proceso nos ayudan a explicar el
fenómeno de absorción para que este estudio sea objetivo.
Es por esta razón que en el laboratorio realizado de cinética de absorción es
importante que podamos ser capaz de comprender el fundamento teórico – practico
de la cinética química e interpretar los resultados obtenidos.
OBJECTIVO
Comprobar si la cinética de reacción de absorción del azul de metileno con el carbón
activado puede ser determinada, mediante la técnica de espectrofotometría y
comprender los resultados obtenidos de la cinética de reacción.
METODOLOGÍA.
Se realizaron tres concentraciones de azul de metileno (30, 15 y 7.5 ppm). De estas a
cada una se le adiciona carbón activado (100 mg). Posteriormente se determinó la
absorbancia de cada mezcla, mediante un espectrofotómetro UV-Visible a una
longitud de onda de 630 nm. Se inicia primero leyendo el blanco con agua (H2O), luego
se lee el azul de metileno sin el absorbente (C), después cada diez segundos se
tomaba la absorbancia con los resultados se determinó el orden de reacción, la
constante de velocidad y el tiempo de vida media de reacción de cada mezcla.
Materiales utilizados:
 Dos vasos precipitados
 Un baño maría
 Una probeta de 25 ml
 Embudo sencillo
 Embudo Büchner
 Papel filtro para el embudo sencillo
 Papel filtro para el embudo Büchner
 Dos varillas de vidrio

3.  Un mechero
 Un trípode
 Un soporte universal
 Una rejilla o placa de calentamiento
 Dos Erlenmeyer de 100 mL
 Un Erlenmeyer con desprendimiento lateral de 100 mL
 Vidrio de reloj
 Pinza
 Manguera
 Bomba de vacío
 Trampa de vacío.
Reactivos utilizados:
 NaCL (Cloruro de sodio)
 Aceite de cocina
 KClO3 (Clorato de potasio)
DATOS Y RESULTADOS.
Se representa gráficamente los datos obtenidos de la absorbancia con respecto al
tiempo, primero comenzamos con una concentración del azul de metileno al 30 ppm
Gráficas de concentración del azul de metileno al 30 ppm
Figura 1: concentración del azul de metileno a 30 ppm, con respecto al tiempo
y = -0,0018x + 2,5916
R² = 0,8473
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
absorbancia
(nm)
Tiempo (seg)
[R] vs t

4. Figura 2: logaritmo natural Ln [R] de reactivo con respecto al tiempo
Figura 3: linealidad 1/ [R] de reactivo con respecto al tiempo
y = -0,0008x + 0,9547
R² = 0,8868
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
absorbancia
(nm
Tiempo (seg)
Ln [R] vs t
y = 0,0003x + 0,3835
R² = 0,9197
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
Absorvancia
(nm)
tiempo (seg)
1/ [R] vs t

5. Gráficas de concentración del azul de metileno al 15 ppm
Figura 4: concentración del azul de metileno al 15 ppm, con respecto al tiempo
Figura 5: logaritmo natural Ln [R] de reactivo (15 ppm) con respecto al tiempo
y = -0.0009x + 1.3815
R² = 0.8859
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
Absorvacis
(nm)
Tiempo (seg)
[R] vs t
y = -0.0007x + 0.3259
R² = 0.9044
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
Absorvancia
(nm)
Tiempo (seg)
ln [R] vs t

6. Figura 6: linealidad 1/ [R] de reactivo (15 ppm) con respecto al tiempo
Gráficas de concentración del azul de metileno al 7.5 ppm
Figura 7: concentración del azul de metileno al 7.5 ppm, con respecto al tiempo
y = 0.0006x + 0.7192
R² = 0.9207
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
Absorvancia
(nm)
Tiempo (seg)
1/ [R] vs t
y = -0.0003x + 0.4243
R² = 0.8688
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Absorvancia
(nm)
Tiempo (seg)
[R] vs t

7. Figura 8: logaritmo natural Ln [R] de reactivo (7.55 ppm) con respecto al tiempo
Figura 9: linealidad 1/ [R] de reactivo (7.5 ppm) con respecto al tiempo
PREGUNTAS
 Que se representa a través de una isoterma de absorción. ¿Explica la isoterma
de Langmuir?
Un isoterma de adsorción representa la relación, en equilibrio, entre la cantidad
adsorbida y la presión a una temperatura constante. 3
y = -0.0008x - 0.8551
R² = 0.8949
-1.4
-1.2
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Absorvancia
(nm)
Tiempo (seg)
Ln [R] vs t
y = 0.0021x + 2.3439
R² = 0.9183
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Absorvancia
(nm)
Tiempo (seg)
1/ [R] vs t

8.  ¿Investiga que adsorbentes para eliminar color se utilizan en la industria
alimentaria, ambiental y farmacéutica?
En la industria textil se utilizan:
Buena parte de los nuevos métodos de eliminación del color pueden ser clasificados
en tres grandes grupos: los métodos de oxidación avanzada (MOA), la coagulación
con productos naturales y la selección de microorganismos específicos. Para ello se
han realizado diferentes estudios mediante tratamiento de oxidación electroquímica,
coagulación con un subproducto natural y tratamiento enzimático.4
Las industrias como la textil, alimentaria, cosmética, papelera y farmacéutica precisan
de grandes cantidades de colorantes orgánicos sintéticos en sus actividades diarias,
por lo que generan efluentes coloreados. La remoción de colorantes disueltos con
adsorbentes como el carbón activado [8 ]- [10 ] es considerada como una de las
metodologías de tratamiento más eficientes para la decoloración de este tipo de
efluentes. No obstante, los elevados costos de operación derivados de su
implementación han impulsado la evaluación de diversos materiales, como, por
ejemplo, subproductos avícolas [11 ] y una gran variedad de residuos agroindus-triales
[12 ]- [14 ]. Para estos últimos se ha reportado una remoción eficiente debido a su
notable capacidad de adsorción. Además, su mínimo precio y amplia disponibilidad
posibilita el diseño de metodologías económicas y de impacto ambiental favorable.5
PREGUNTAS
 Que se representa a través de una isoterma de absorción. ¿Explica la isoterma
de Langmuir?
 ¿Investiga que adsorbentes para eliminar color se utilizan en la industria
alimentaria, ambiental y farmacéutica?
Información sacada internet sobre la pregunta 2

9. Adsorbentes alternativos de bajo costo En la búsqueda de opciones económicamente
viables para procesos de adsorción a gran escala, la atención se ha centrado en
diversos materiales sólidos naturales, que son capaces de eliminar los contaminantes
de aguas residuales, 15 materiales como la biomasa microbiana, los aluminosilicatos
y los propios residuos agroindustriales. El empleo de materiales abundantes en la
naturaleza cuya producción requiere poco procesamiento, es considerada una opción
económicamente viable (Bailey et al., 1999) en contraste con el empleo del carbón
activado al no requerir del proceso de pirolisis para su manufactura (Rafatullah et al.,
2010; Gupta et al., 2009). 2.2.1.2.1. Biomasa microbiana. La acumulación y
concentración de colorantes a partir de soluciones acuosas empleando materiales
biológicos se denomina biosorción. La biomasa microbiana es utilizada como
adsorbente presenta una mayor selectividad que las tradicionales resinas de
intercambio iónico y el carbón activado comercial (Rafatullah et al., 2010), y además
la concentración de colorantes puede ser reducida a niveles traza (μg L-1). La
eliminación de colorantes por hongos, y otros cultivos microbianos, ya sea vivos o
muertos, ha sido tema de recientes investigaciones (Fu y Viraraghavan, 2003; Yu et
al., 2009; Nacera y Aicha, 2006; Yu et al., 2009). El empleo de biomasa microbiana va
en aumento debido a su disponibilidad en grandes cantidades y su bajo costo
(Rafatullah et al., 2010). Diversos biomateriales han sido empleados en la remoción
de colorantes como por ejemplo Spirulina sp. (Martínez-Tristán et al., 2011), Chlorella
sp (Madrigales-Ubaldo et al., 2011), biomasa viva (Fu y Viraraghavan, 2003), levadura
de pan sin modificar (Yu et al., 2009) y biomasa muerta de Aspergillus niger (Fu y
Viraraghavan, 2003) y de Streptomyces rimosus (Nacera y Aicha, 2006). Yu et al.
(2009) estudió la levadura de panadería modificada mediante reacciones de
polimerización para la adsorción de AM y los resultados experimentales mostraron
que el pH y fuerza iónica presentaron baja influencia sobre la capacidadde adsorción,
lo cual es indicio de la practicidadde la biomasamodificada para su uso en la remoción
de contaminantes. 2.2.1.2.2. Materiales silíceos. Los materiales silíceos o
aluminosilicatos son materiales de origen mineral, que al igual que el carbón activado,
pueden ser utilizados en los procesos de adsorción de contaminantes en agua. Estos
materiales suelen presentar iones intercambiables en su superficie que juegan un
papel importante en la remediación natural del medio ambiente, actuando como
agentes limpiadores e interactuando con cationes y aniones del medio (Rafatullah et
al., 2010). Además, presentan alta estabilidad mecánica, textura porosa, y con ello,
una alta área superficial, que los hacen atractivos para aplicaciones de adsorción
(Rafatullah et al., 2010). Al igual que los biomateriales, los materiales silíceos
presentan menores costos de producción que el carbón activado. La vermiculita, la
arcilla de mayor área superficial y mayor intercambio iónico por ejemplo, presenta un
costo en el mercado de $0.04 a $0.12 dólares EUA por kilogramo, lo cual resulta hasta
veinte veces más barato que el carbón activado comercial. Las zeolitas, de igual
manera, presentan costos relativamente económicos que oscilan entre $ 0.03 y 0.12
dólares EUA por kilogramo dependiendo de la calidad del material (Babel y Kurniawan,
2003). En los últimos años, varios materiales silíceos han sido evaluados como
adsorbentes en procesos de adsorción de colorantes, tales como bentonita (Hong et

10. al., 2009), perlita (Dogan et al., 2004), tierra diatomea (Shawabkeh y Tutunji, 2003),
colinita (Gosh y Bhattacharya, 2002), montmorillonita (Almeida et al., 2009), pirofilita
(Gucek et al., 2005), arcilla (Gürses et al., 2004) y paligorskita (AlFutaisi et al., 2007).
Algunos de estos adsorbentes han sido utilizados en la remoción de especies
orgánicas catiónicas como AM. Los resultados indican que en la remoción de AM
mediante aluminosilicatos, el mecanismo predominante de adsorción es el intercambio
iónico (Hong et al., 2009; Shawabkeh y Tutunji, 2003; Almeida et al., 2009; Gucek et
al., 2005; Al-Futaisi et al., 2007), lo cual significa que en el empleo de materiales
silíceos, el pH del medio puede afectar dramáticamente la presencia de interacciones
electrostáticas entre el AM y la superficie del adsorbente. El predominio del
intercambio iónico sobre otros mecanismos de adsorción es debido a que en la
superficie de estos se encuentren principalmente iones como Ca+2, Mg+2, H+, K+,
NH4 +, Na+, SO4 −2, Cl−, PO4 −3, NO3 −. Estos cationes y aniones pueden ser
intercambiados sin afectar la estructura mineral (Rafatullah et al., 2010). Sin embargo,
si se trabaja en condiciones extremas de pH, la estructura de los aluminosilicatos
puede ser deteriorada principalmente en condiciones alcalinas (mayores a 8), por lo
que su empleo se ve severamente limitado por el pH (Rafatullah et al., 2010). 2.2.1.2.3.
Residuos agroindustriales. Los residuos agrícolas o agroindustriales son materiales
lignocelulósicos cuya disposición suele presentar de costos adicionales para la
industria; y debido a su alta disponibilidad, bajo costo y características fisicoquímicas,
pueden también ser considerados como biosorbentes potenciales (Rafatullah et al.,
2010). Los materiales lignocelulósicos están constituidos por tres polímeros
estructurales: celulosa, hemicelulosa y
CONCLUSIONES.
 Podemos concluir que a medida que la solución de metileno es más diluida, su
absorbancia tiende a bajar constantemente. A mayor tiempo menor su
absorbancia
BIBLIOGRAFIA.
1. MERCKMILLIPORE. Ficha de datos de seguridad Acetanilida.
http://www.merckmillipore.com/CO/es/product/msds/MDA_CHEM-
822344?Origin=PDP (consultado el 29 agosto 2019).

11. 2. Mak S.Y., Wong K. Y., The measurement of the surface tension by the method of
direct pull. Am. J. Phys. 58 (8) August 1990, pp. 791-792.
<http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/tension/introduccion/introduccion.ht
m> (29 de agosto de 2019)