Se investigó la adsorción de fenol en cenizas de jacinto de agua, realizando estudios de equilibrio y cinéticos en sistemas por lotes. Se ajustaron los datos experimentales a las isotermas de Langmuir y Freundlich, obteniéndose que la primera arrojó un ajuste adecuado. Los resultados también mostraron que los datos cinéticos siguen un modelo de pseudo segundo orden.

1. Universidad de Sonora
Operaciones Unitarias II
“Adsorción de Fenol de Solución Acuosa por medio
de Ceniza de Jacinto de Agua”
Presenta: Valeria Durazo Estrada
31 de Marzo 2016

2. “Adsorción de Fenol de Solución Acuosa por
medio de Ceniza de Jacinto de Agua”
Autores: M.T Uddin, M.S Islam y M.Z Abedin
Departamento de Ingeniería Química y Ciencia de los
polímeros.
Universidad de Ciencia y Tecnología, Shahjalal,
Bangladesh.
Revista de Ingeniería y Ciencias Aplicadas
Volumen 2, No.2, Abril 2007
Páginas: 11-14

3. Índice
•Resumen
•Introducción
•Objetivo
•Materiales y Métodos
•Resultados y Discusión
•Conclusión

4. Resumen

5. •Se estudió el potencial de la ceniza de jacinto de agua para
la adsorción del fenol a partir de una solución acuosa.
•Estudios bajo diversas condiciones experimentales.
•La adsorción del fenol decrece con el incremento de pH.
•Se utilizan el modelo de adsorción de Freundlich y Langmuir.
•Suposiciones con modelos de adsorción de primer y segundo
orden.

6. Introducción

7. •La ceniza de jacinto de agua se usa como adsorbente para
eliminar el fenol de una solución acuosa.
•Los fenoles son contaminantes comunes de aguas
residuales generados por diversos productos.
•La adsorción es un proceso de separación efectiva para el
trato industrial y efluente doméstico.
•Adsorbente efectivos para remover el fenol de soluciones
acuosas son: bentonitas, gel silice, alúmina activada y
carbón activado.

8. Objetivo

9. •El objetivo de este estudio fue producir ceniza de
jacinto de agua como un adsorbente de fenol para
caracterizar e investigar los efectos de concentración
inicial de fenol, el tiempo de contacto, el pH y la dosis
de adsorbente.

10. Materiales y Métodos

11. Materiales:
•El jacinto de agua se recolectó de estanques locales.
•Las raíces de la planta fueron separadas y lavadas.
•Se sometieron a secado en un horno a 90ºC alrededor de
16 horas.
•Las raíces secas fueron quemadas por una hora, el resto
fueron molidas, coladas y guardadas para utilizarse.

12. Químicos
• Se preparó como solución madre 1000 mg/l de fenol
disolviendo 1.0 gramo de grado reactivo de fenol en 1 litro
de agua destilada.
• Se prepararon después diluciones partiendo de la
solución madre.

13. Experimentos de Sorción
• Efectos de pH:
-Rango de pH= 2.5-9
-Se tomaron 150 ml de la solución de fenol en erlenmeyer
y se le colocó 1 gramo de ceniza de jacinto de agua.
-Se sometió a agitación por 5 horas en oscilación
constante.
-Las muestras se centrifugaron y el sobrenadante de la
solución fue analizado usando espectrómetro UV/VIS.

14. • Efectos de la dosis de adsorbente:
-150 ml de solución de fenol en una concentración inicial de
70 mg/L con diferencias ponderadas en la cantidad de ceniza
de jacinto agua (0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 1.4 y 1.6 g) .
-Se agitaron las muestras por 5 horas a oscilación constante.
-Después se sometieron a centrifugación y se estudió el
sobrenadante de la concentración en espectrómetro UV/VIS.

15. • Equilibrio de adsorción:
-0.75 g de adsorbente en 150 ml de solución de fenol a
concentraciones iniciales de 40, 50, 60, 70, 80, 90,100 y
110 mg/L en un frasco de 250 ml con tapón cónico.
-Las muestras se agitaron a oscilación constante
-Al alcanzarse el equilibrio, las concentraciones en las
muestras se estudiaron como anteriormente.

16. • Cinética de Adsorción
-Se puso en contacto 200 ml de solución de fenol a
diferentes concentraciones iniciales de 50 a 70 mg/L con
0.5g de adsorbente en frasco de 250 ml con tapón cónico.
-Las muestras se agitaron a oscilación constante durante 5
horas.
-Se tomaron muestras a diferentes intervalos de tiempo.
-Se sometieron a centrifugación y el sobrenadante
obtenido se analizó como anteriormente.

17. Resultados y Discusión

18. • Efectos del pH sobre la adsorción del fenol
-La adsorción se mantiene
constante con un pH de 2.5-5.
-La adsorción disminuye a
7.09 con pH de 5 y a 3.26 con
un pH de 9
-El pH afecta el grado de ionización de fenol y las propiedades superficiales
del adsorbente.
-A valores bajos de pH la superficie de ceniza de jacinto de agua se protona
creándose una atracción mas fuerte para cargar negativamente los iones
fenolato.

19. • Efecto del tiempo de contacto y las concentraciones
iniciales
-El tiempo de equilibrio requerido para la adsorción de fenol en el
adsorbente fue de 120 minutos.
-Para los siguientes experimentos las muestras se dejaron 5 horas
para garantizar el equilibrio.
-Del 90-95% de la adsorción se obtuvo en los primeros 30 minutos
debido al número de sitios disponibles en el adsorbente.

20. • Como resultado existe un incremento del gradiente de
concentración entre el adsorbato en solución y el
adsorbato en la superficie del adsorbente.
• El gradiente incrementa en la etapa inicial de adsorción, y
va decreciendo conforme el tiempo transcurre debido a la
acumulación de partículas de fenol en los espacios
disponibles del adsorbente.

21. • Efecto de la dosis de adsorbente
-Experimento con diferentes dosis de adsorbente en una
concentración inicial de fenol de 70 mg/L.
-El porcentaje de eliminación de fenol incrementó al aumentar la
dosis del adsorbente debido al incremento del área superficial y a la
disponibilidad de espacios de adsorción con el aumento de dosis.

22. • Equilibrio de adsorción
-Ecuación de la isoterma de Langmuir para sorción
monocapa sobre una superficie:
Donde:
-q0 y KL son parámetros de Langmuir relacionados con la
capacidad de adsorción máxima y la energía libre de
adsorción.
-Ce es la concentración de equilibrio en la solución
acuosa.
-qe es la capacidad de adsorción de equilibrio del
adsorbente.

23. -Ecuación de la isoterma de Freundlich basada en la
sorción en superficies heterogéneas:
Donde
-Kf y n son constantes de Freundlich que indican la
capacidad de adsorción y la intensidad de adsorción

25. • Cinética de adsorción
-Se utiliza para examinar la velocidad del proceso de adsorción.
-Los datos de cinética que se obtuvieron se analizaron mediante
modelos de primer y segundo orden.
-Ecuación de primer orden de Lagergren:
Donde:
-qe y q son valores de azul de metileno absorbido (mg/g) en el
equilibrio y en tiempo t(min)
-k1 es la constante de velocidad de sorción

26. -Ecuación de velocidad cinética de segundo orden de
Mckay:
Donde:
-k2 es la constante de velocidad de segundo orden de
sorción (g/mg min)

27. -Los coeficientes de correlación
obtenidos para todas las
concentraciones iniciales C0
fueron mayores a 0.9.
-La qe experimental no
concordaba con los valores
gráficos lineales.
-Por lo tanto, el modelo de
primer orden se descartó.

28. -Los valores de r2
2 fueron
mayores que los de r1
2 en las
concentraciones iniciales de
fenol.
-El modelo cinético de segundo
orden se ajusto a los datos de
adsorción de fenol en el
adsorbente

29. Conclusión

30. • La capacidad de adsorción del adsorbente fue afectada
por el pH inicial, la concentración inicial de fenol, el
tiempo de contacto y la dosis de adsorbente.
• Los resultados mostraron que la cantidad de fenol
adsorbido incrementó con el aumento de la concentración
inicial de fenol.
• La adsorción de fenol decreció con el incremento de pH.
• Los datos de equilibrio se ajustaron a la isoterma de
Langmuir.
• Se concluyó que la ecuación de segundo orden
proporcionó la mejor correlación para los datos de
adsorción.

31. ¡Gracias por su
atención!