Expo

1. Universidad de Sonora
Departamento de Ingeniería Química y
Metalurgia
Artículo: Mass Transport Process for the Adsorption
of Cr(VI) onto Water-Insoluble Cationic Starch
Synthetic
Polymers in Aqueous Systems
Integrantes: Vázquez Ortiz Litzy Cristina
Córdova Salazar Jesús Daniel
Operaciones Unitarias II
Semestre: 2022-2
Instructor: Marco Antonio Núñez Esquer
03 de Noviembre del 2022
1

2. ● WU-CHUNG CHAN, JYH-CHI FERNG
● Departamento de Ingeniería Civil, Universidad Chung-Hua, Hsinchu, Taiwán
30067, China
● Revista de ciencia aplicada de polímeros, vol. 71
● Editorial: John Wiley & Sons, Inc.
● Año: 1999
● Páginas: 2409–2418
Proceso de transporte de masa para la adsorción de CR(VI)
en almidón catiónico sintético insoluble en agua. Polímeros
en sistemas acuosos.
2

3. ÍNDICE
22
21
04 06
Referencias
• Efecto del pH
inicial
• Efecto de la
concentración
• Efecto de la
temperatura
Conclusión
Introducción Experimentación
3

4. Introducción
4
Se investigaron los
comportamientos de adsorción
dinámica del Cr(VI) y los
almidones anfóteros insolubles
en agua.
Ocurre en 2 etapas, D1 y D2

5. Remover iones tóxicos de metales pesados
y compuestos orgánicos de aguas residuales
e industriales.
Las cascaras de cacahuate y cebolla, lana y
algodón resultaron efectivos para la
adsorción de metales pesados.
5

6. Experimentación
• El almidón de maíz de grado industrial se secó a 105°C.
• Epiclorhidrina, Trióxido de cromo, Clorhidrato de 2-cloro
trietilamina.
• Matraces Erlenmeyer: 1 g adsorbente y 100ml solución
acuosa 𝐻𝐶𝑟𝑂4
−
.
• Concentraciones: 1𝑥10
−3
, 2𝑥10−3, 4𝑥10−3, 6𝑥10
−3
, 8𝑥10
−3
y
1𝑥10−2
• Tiempo: 0.25, 0.5, 0.75, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, 60, 90 y
120 min.
• pH ajustado con 0.1N 𝐻𝑁𝑂3 y 0.1 NaOH.
6

7. Esquema del proceso
7

8. Para la adsorción del adsorbato en la esfera de radio r, si la
difusión es Ficken
Mt y M∞ son el peso adsorbido en tiempo t y equilibrio
8

9. La relación para entre la absorción de peso y el tiempo
de adsorción para tiempos moderados y grandes
Cuando t se aproxima a t∞, se simplifica
9

10. Aplicamos logaritmo natural
La energía de activación Ed y el factor preexponencial D0 para la difusión se calcularon utilizando
la ecuación de Arrhenius
10

11. Donde λ es la longitud de salto de una molécula difusa y ▲S es la entropía de
activación por difusión.
La constante D0 se obtuvo de la teoría de la tasa de difusión de Eyring.
11

12. Efecto de pH inicial
12

13. 13
Figura 1 La variación de la concentración del acido crómico (Ct) con respecto al
tiempo (t) para valores iniciales de concentración en pH 4 y 30° C: (O) 1x10-3M,
(•) 2x10-3M, (◊) 4x10-3M, (▲) 6x10-3M, (□) 8x10-3M, (■) 1x10-2M
Concentración
del
acido
crómico
C
1
,
x10^-3
M
Tiempo, t, min

14. 14
Tiempo, t, min
Figura 2: Variación de concentración de ácido crómico (Ct) con el
tiempo (t) para valores de concentración en pH 10 y 30° C
Concentración
del
acido
crómico
C
1
,
x10^-3
M
: (O) 1x10-3M, (•) 2x10-3M, (◊) 4x10-3M, (▲) 6x10-3M, (□) 8x10-
3M, (■) 1x10-2M

15. 15
Figura 3 Gráfico de Mt/M∞ contra t^½ a la concentración
inicial 4x10-3M, pH inicial de 4 y 10, y 30° C: (a) pH inicial
de 4, (b) pH inicial de 10.
∞
Figura 4 Gráfico de ln(1-Mt/M∞) contra t a
la concentración inicial 4x10-3M, pH inicial de 4 y 10, y
30° C: (a) pH inicial de 4, (b) pH inicial de 10.

16. 16
Tabla 1 Valores de D1 y D2 para varias concentraciones iniciales, pH
inicial de 4 y de 10 a 30°C

17. Efecto de la concentración
17
Figura 5 Variación de D1 con concentraciones iniciales
(C0) en el rango de 1x10-3 a 1x10-2M para pH inicial
de 4 y 10 a 30 °C: (O) pH inicial de 4, (•) pH inicial de 10
Figura 6 Variación de D2 con concentraciones iniciales
(C0) en el rango de 1x10-3 a 1x10-2M para pH inicial
de 4 y 10 a 30 °C: (O) pH inicial de 4, (•) pH inicial de 10

18. 18
Figura 7 Variaciones de D1 y D2 con temperaturas (T) de 30 a 60°C para valores de
concentraciones iniciales de pH de 4 a 30°C:(O) 1x10-3M, (•) 2x10-3M, (◊) 4x10-3M,
(▲) 6x10-3M, (□) 8x10-3M, (■) 1x10-2M

19. Efecto de la temperatura
19
Figura 8 Variaciones de D1 y D2 con temperaturas (T) de 30 a 60°C para valores de
concentraciones iniciales de pH de 10 a 30°C:(O) 1x10-3M, (•) 2x10-3M, (◊) 4x10-3M,
(▲) 6x10-3M, (□) 8x10-3M, (■) 1x10-2M

20. 20
Tabla II: Valores de Ed y D0 a variaciones iniciales de concentración y pH
4 y pH 10
y

21. ● El ácido crómico predomina en el pH 2-4, el cromato en pH
10-12 y ambos coexisten en pH de 6-8.
● La velocidad de difusión de 𝐻𝐶𝑟𝑂4
−
depende más de la
concentración que la de 𝐶𝑟𝑂4
−2
para el proceso de transporte
de masa, el proceso de difusión intrapartícula, la
dependencia de la concentración de la velocidad de
difusión.
● Los procesos de transporte de masa externo y difusión
intrapartícula son endotérmicos y exotérmico.
● La velocidad de difusión de 𝐻𝐶𝑟𝑂4
−
depende más de la
temperatura que 𝐶𝑟𝑂4
−2
Conclusión
21

22. Referencias:
1.Randall, J. M.; Reuter, W.; Waiss, A. C. J Appl Polym Sci 1975, 19, 1563
2. Randall, J. M.; Hautala, E.; McDonlad, G. J Appl Polym Sci 1978, 22, 379.
3. Kuman, P.; Dara, S. S. J Polym Sci Polym Chem Ed 1981, 19, 397.
4. Friedman, M.; Harisen, C. S.; Ward, W. H.; Lundgsen, H. P. J Appl Polym Sci 1973, 17, 377.
5. Friedman, M.; Masri, M. S. J Appl Polym Sci 1974, 18, 2367.
6. Friedman, M.; Masri, M. S. Environ Sci Technol 1973, 7, 951.
7. Friedman, M.; Waiss, A. C. Environ Sci Technol 1972, 6, 451.
8. Roberts, E. J.; Rowland, S. P. Environ Sci Technol 1973, 7, 552.
9. Sheriff, T. S.; Sollars, C. J.; Montgomery, D.; Perry, R. ASTM Spec Tech Publ 1989, 1033, 273.
10. Wing, R. E.; Rayford, W. E.; Doane, W. M.; Russell, C. R. J Appl Polym Sci 1978, 22, 1405.
22

23. Referencias:
11. Wing, R. E.; Doane, W. M.; Russell, C. R. J Appl Polym Sci 1985, 19, 847.
12. Mohammad, J.; Tare, V. J Appl Polym Sci 1991, 42, 317.
13. Wing, R. E.; Rayford, W. E.; Doane, W. M.; Russell, C. R. J Appl Polym Sci 1979,
22, 1405.
14. Chan, W. C. J Appl Polym Sci 1993, 50, 1733.
15. Chan, W. C. Ang Makromol Chem 1993, 213, 81.
16. Chan, W. C. J Polym Res 1994, 1, 221.
17. Chan, W. C. Polym Intern 1995, 38, 319.
18. El-Geundi, M. S. Adsorption Sci Technol 1990, 7, 124.
19. Aga, J. A. Water Air Soil Pollut 1987, 36, 381.
20. Mckey, G.; Otterburn, M. S.; Sweenu, A. G. Water Res 1980, 14, 15.
21. Crank, J. The Mathematics of Diffusion, 2nd ed., Clarendon: Oxford, U.K., 91
(1975).
22. Mears, P. Polymers: Structure and Bulk Properties, Van Nostrand: London, 321
(1965).
23. Nassar, N. N. Adsorption Sci Tech 1991, 8, 86.
23

24. Gracias por
su atención
24