Estudio de equilibrio y cinética de adsorción

1. Operaciones Unitarias II
Paloma Medina Aramburo
Hermosillo, Sonora a 12 de Marzo de 2015

2. Estudio de equilibrio y cinética de
adsorción de plomo (II) sobre carbón
activado, preparado a partir de cáscara
de coco.
M. Sekar, V. Sakthi, Rengaraj S.
Departamento de química, Universidad de Nallamuthu Gounder
Mahalingam., Pollachi 642 001, Tamil Nadu, India.
Departamento de Ingeniería Civil y estructural, Universidad Politécnica de
Hong Kong, Hung Hom, Kowloon, Hong Kong.
Journal of Colloid and Interface Science
Vol. 279, año 2004, págs. 307-313

3. Índice
 Introducción
 Materiales y Métodos
 Resultados y discusión
 Conclusiones

4. Introducción

5. Plomo (Pb)
 En los últimos años, el Pb se ha introducido en el
agua natural por varias fuentes.
 El límite permisible de plomo en el agua potable
es de 0,05 mg/l.
 No hay tratamiento alternativo rentable no están
disponibles.
 Puede permanecer inmovilizado durante años en
el organismo.

6.  La adsorción es un proceso atractivo, en vista
de su eficiencia y la facilidad con que se puede
aplicar al tratamiento de aguas residuales.
 El objetivo principal de este trabajo fue estudiar
la adsorción por lotes de carbón de cascara de
coco (CSC) con el Plomo.

7. Materiales y Métodos

8. Adsorbato
Solución preparada con Pb(NO3)2 con agua desionizada y acidificada
con 5ml de HNO3 para evitar hidrólisis.
Adsorbente
Cascara de coco se trituró, se lavó con agua desionizada, y se secó. 250
g se mezcló con 450 g de ácido sulfúrico concentrado durante 24 h
con agitación. El producto, se lavó varias veces con agua
desionizada y solución de bicarbonato de sodio al 5%, seguido de
agua desionizada, y se secó a 90◦C durante 10 h.

9. Sustancias químicas:
 Merck Ind.
 Gualigens Glaxo Ind
Preparación:
 Soluciones de 50ml con distintas Co de Pb
 pH ajustado a 4.5
 50mg de adsorbente de tamaño 90um

10.  Efecto de la tiempo, agitación, pH y tamaño de
molécula.
 Estudio de desorción
Sol. De 30mg/l carbón cargado con 50ml de HCl de varias
molaridades.
 Isotermas de adsorción.
determinan la capacidad del adsorbente (CSC) para iones
metálicos. Los modelos más comunes son de Langmuir,
Freundlich, y Temkin.

11. Resultados y discusión

12. Figura 1. Efecto del tiempo de
agitación y la concentración
inicial de Pb(II) en CSC.
Figura 2. Efecto de la
dosificación de carbono en el
retiro de Pb(II).

13. Figura 4. Efecto del tamaño de partícula en el retiro de
Pb(II). Condiciones: dosificación de carbón, 30 mg/50
ml para Pb(II) 20 mgl−1 y 50 mg/50 ml para Pb(II) 40
mgl−1contacto tiempo 2 h.
Figura 3. Efecto del pH en el retiro de Pb(II).
Condiciones: dosificación de carbón, 30 mg/50
ml para Pb(II) 20 mg/l y 50 mg/50 ml para Pb(II)
40 mg/l contacto tiempo 2 h.

14. estudios de desorción
Efecto de la concentración de ácido
clorhídrico en Pb(II) desorción.
El proceso de desorción permite la
recuperación de metales preciosos
de las aguas residuales y la
regeneración de la carbón.

15. modelo de Langmuir
Isotermas de adsorción
 Supone máxima
adsorción en monocapa
en la superficie del
adsorbente.
Ce/qe = 1/Q0b +Ce/Q0
Constantes isoterma de Langmuir
Concentración
(mg/l )
Q 0 (capacidad de
adsorcion
(mg/g)
b
(l/mg )
RL
10 06.12 2.82 0.034
20 12,64 1.50 0.032
30 18.01 0.75 0.043
40 23,68 0.15 0.048
50 26,51 1.00 0.020
RL entre 0 y 1 indican adsorción
RL = 1/(1 +bC0).

16. Modelo de Freundlich
 Representa la relación entre
cantidad de metal adsorbido
por unidad de masa del
adsorbente qe y la
concentración del metal en
solución en el equilibrio.
 logqe = logKF + (1/n)logCe
Concentración
(mg/l )
R2
Freundlich
KF n R2
10 0.9955 22,38 3.7 0.8964
20 0.9972 19,12 3.4 0.9315
30 0.9955 15,25 2.8 0.8855
40 0.9983 17,61 3.7 0.9416
50 0.9996 06.01 1.8 0.9692

17. Modelo de Temkin
 Energía de adsorción disminuye linealmente con la
cobertura debido a interacciones entre el adsorbato.
qe = RT/z(lnACe)
qe = B lnA +B lnCe
La investigación de los datos de adsorción demuestra que el calor de adsorción
aumenta con la temperatura, favoreciendo la adsorción endotérmica .

18. Efecto de la temperatura
 Se aumento la temperatura de 35ºC a
45ºC logrando un aumento de adsorción
de 78% al 91%.

19. Conclusiones

20.  El CSC es eficaz para la eliminación de Pb (II) en
solución acuosa.
 La adsorción fue dependiente en solución pH,
concentración inicial Pb(II) y dosis de adsorbente.
 La adsorción siguió modelos de isotermas de Langmuir,
Freundlich, y Tempkin.
 Los datos cinéticos serían útiles para la fabricación y el
diseño de plantas de tratamiento de aguas residuales.