Preinforme Fisicoquimica Jenny Avella

7/23/2019 Preinforme Fisicoquimica Jenny Avella

1/13

FISICOQUIMICA AMBIENTAL

PREINFORME

PRESENTADOR POR:

JENNY LORENA AVELLA RINCON

COD: 1101757601

GRUPO: 358115_26

YENY ANDREA BUENAHORAR

TUTOR

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

VELEZ - SANTANDER

2015
http://campus04.unad.edu.co/campus04_20152/user/view.php?id=1390&course=8http://campus04.unad.edu.co/campus04_20152/user/view.php?id=1390&course=8


2/13

OBJETIVOS DE LA PRCTICA

Objetivo General

Aplicar los conceptos bsicos, enfocados a Fisicoqumica Ambiental dentro de un

laboratorio de acuerdo a los procedimientos establecidos en la Gua de Actividades por la

Universidad Nacional Abierta y a Distancias UNAD.

Objetivos especficos

Identificar los protocolos y elementos bsicos de seguridad para llevar a cabo las prcticas

dentro de laboratorio de Fisicoqumica Ambiental.

Reconocer los equipos e instrumentos necesarios para llevar a cabo el correcto desarrollode las prcticas de Fisicoqumica Ambiental.

Determinar de la entalpa molar de disolucin y entropa de una mezcla binaria

Determinar de la constante universal de los gases

Identificar la cintica de la descomposicin del Tiosulfato de sodio, por medio de cido

clorhdrico concentrado.

Determinar la cintica de la descomposicin del Tiosulfato de sodio, por medio de cido

clorhdrico concentrado.


3/13

DIAGRAMAS DE FLUJO

Determinacin de la entalpa molar de disolucin y entropa de una mezcla binaria

Calibracin del

cal orme tr o o

vaso Dewar

a) Lavar y secar adecuadamente elcalormetro (vaso Dewar, termo orecipiente de icopor) a emplear.Permitir su secado al aire libre con elfin de mantener el equipo a

temperatura ambiente.

b) Pesar el vaso Dewar y registrar elpeso como

c) Calentar 100ml de agua hastaalcanzar 80C

d) Tomar una muestra de 100 ml deagua y medir su temperatura

e) Adicionar el agua a temperaturaambiente al vaso Dewar y tapar

f) Realizar la medicin de latemperatura del agua contenida enel vaso Dewar cada minuto por unperiodo de 5 minutos.Verificar quela temperatura del minuto 4 y 5permanezcan constantes, de locontrario contine tomando latemperatura de la muestra cadaminuto hasta alcanzar el equilibrio

(temperatura constante).

g) Transcurrido el tiempo, adicionarlos 100ml de agua previamentecalentados a 80C al vaso dewar,mezclar y tapar

h) Realizar la medicin de latemperatura de la mezcla contenidaen el vaso Dewar cada minutodurante 5 minutos. Verificar que latemperatura del minuto 4 y 5permanezcan constantes, de locontrario continetomando latemperatura de la muestra cadaminuto hasta que obtenga latemperatura deequilibrio de lamezcla.

i) Desocupar, lavar y secar elcalormetro para la siguiente ensayo

j) Calcular el calor especfico deacuerdo a lo indicado en el Anexo B

k) Repetir el procedimiento descritoanteriormente empleando lamuestra de agua (rio, quebrada,industrial residual), y calcular elcalor especfico de la misma. Tengaen cuenta que para esteprocedimiento la muestra de agua acalentar debe ser agua destilada(T1). Mientras que la muestra deagua a temperatura ambiente (T)corresponde al agua de rio oindustrial


4/13

Determinacin de la entalpa molar de disolucin del NaOH en H2O

Determinacin de la

ent alp a mol ar de

disolu cin del NaOH

en H2O

a) Lavar y secar adecuadamente elcalormetro (vaso Dewar, termo orecipiente de icopor) a emplear.Permitir su secado al aire libre con elfin de mantener el equipo atemperatura ambiente.

b) Pesar 2g de NaOH

c) Medir la Temperatura inicial delNaOH

d) Tomar una muestra de 100 ml deagua destilada y medir su temperatura

e) Adicionar la muestra de aguadestilada a temperatura ambiente alvaso Dewar ta ar

f) Realizar la medicin de latemperatura del sistema contenidoen el vaso Dewar cada minuto porun periodo de 5 minutos. Verificarque la temperatura del minuto 4 y 5permanezcan constantes, de locontrario contine tomando latemperatura de la muestra cadaminuto

g) Transcurrido el tiempo, adicionar elNaOH rpidamente al calormetro ytapar inmediatamente.

h) Agitar vigorosamente el sistema ymedir la temperatura de la mezclacada minuto durante 5 minutos, ohasta que el sistema alcance latemperatura de equilibrio(temperatura constante)

i) Desocupar, lavar y escurrir elcalormetro

j) Calcular la entropa de la muestra deacuerdo a lo indicado en el Anexo B

k) Repetir el procedimiento descritoanteriormente empleando la muestrade suelo, y calcular la entropa de lamisma.


5/13

Procedimiento 2: Determinacin de la constante universal de los gases

Montaje a) Lavar y secar adecuadamente el baln defondo plano con desprendimiento lateral, beakerde 1L y probeta de 500ml

b) Tapar el baln con el tapn y conectar lamanguera de tal forma que un extremo quedeen el interior del baln y el otro extremo seubica en el beaker

Determinacinde la constante

universal

a) Llenar la probeta de 500ml de aguadestilada

b) Adicionar partes del volumen delbeaker con agua destilada

c) Invertir la probeta en el beaker,teniendo en cuenta que no quedenburbujas dentro de la probeta y queesta contine llena.

d) Pesar 0.1g, 0.2g, 0.4g, 0.8g, y 1.2gde CaCO3

e) Adicionar 200ml de HCl 2N en elbaln fondo plano f) Tapar la probeta con la mano (con

precaucin) e insertar el termmetropara medir la temperatura del gasproducido

h) Repetir el procedimiento para las

muestras de CaCo3 de 0.2g, 0.4g,0.8g, 1.2g

g) Desocupar, lavar y secar los

materiales empleados para elsi uiente ensa o.

i) Calcular la constante universal delos gases y el error obtenido deacuerdo a lo indicado en el Anexo C


6/13

Procedimiento 3: Cintica de la descomposicin del tiosulfato de sodio, por medio de HCl

concentrado

a) Alistar las soluciones de tiosulfatosdico (Na2S2O3) 0.1N y cidoclorhdrico 1N

b) Lavar 4 Erlenmeyer de 100mL,roturarlo de 1 a 4 e introducirlos en unrecipiente que contenga agua atemperatura ambiente.

c) Registrar la temperatura del aguadel recipiente

d) Preparar soluciones de tiosulfatosdico en cada beaker al 0.05M.0.025M 0.0125M

e) Mezclar suavemente cada solucinf) Agregar al beaker 1, 10 mL de HCl1N, y cronometrar el tiempo que tardala solucin en tornarse opaco porcompleto. Contine el procedimientocon los 3 beaker restantes.

g) Repetir el procedimiento anteriorempleando un bao de hielo ycronometrar el tiempo que cadasolucin tarda en tornarse opaco.

h) Calcular las constantes develocidad, energa de activacin ytiempo de vida media de acuerdo a loindicado en el Anexo D


7/13

Procedimiento 4: Adsorcin de soluciones acuosas de cido actico en suelos y carbnactivado

a) Rotular 4 beakers de 250mL b) Pesar dos muestras de +/- 1 gramode suelo y dos muestras de +/-1gramo de carbn activado

c) Introducir cada muestra en uno delos beaker rotulados

d) Adicionar 100 mL de solucin decido actico 0.15 M a dos muestras,una de suelos y otra de carbnactivado

e) Adicionar 100 mL de solucin decido actico 0.05 M a las otras dosmuestras: una de suelo y otra de

carbn activado

f) Tapar rpidamente los recipientes yagitar peridicamente durante 30minutos.

g) Dejar reposar las muestras durante15 min a temperatura ambiente (midala temperatura del ambiente una vezinicie reposo).

h) Filtrar cada muestra desechandolos primeros 10 mL de filtrado, comomedida de adsorcin del cido por elpapel filtro

i) Titulacin de cada muestra:Adicionar con una pipeta 25 mL delfiltrado e introducirlo en elErlenmeyer de titulacin. Adicionar3 gotas de fenolftalena y agitarsuavemente. Cargar la bureta conNaOH 0.1N, ajustando el nivel acero. Ubicar el Erlenmeyer bajo labureta y adicionar gota a gota deNaOH agitando el Erlenmeyerconstantemente hasta tornar acolor rosado. Registrar los mililitrosgastados de NaOH. Repetir latitulacin ara cada muestra.

j) Realizar nuevamente elprocedimiento descrito a unatemperatura cercana a 40C,colocando los beaker en untermostato o bao Mara.

k) Determine el H de cada muestraestudiada, de acuerdo a lo indicadoen el Anexo E


8/13

RESPUESTAS AL CUESTIONARIO DEL ANEXO A

1. Consultar los tipos de calormetro y sus caractersticas fisicoqumicas

Qu es este instrumento?

Cuando el calor fluye hacia o de una sustancia, su temperatura cambia. La medicin del flujo decalor se llama calorimetra y la herramienta con la que se mide el flujo de calor se llamacalormetro.

Especficamente, el calormetro permite medir las cantidades de calor que son recibidas osuministradas por un cuerpo, lo cual implica determinar su calor especfico para medir cantidadesde calor.

Esquemade una bomba de calorimetra

Tomado de:http://blogs.20minutos.es/el-nutricionista-de-la-general/2012/10/15/como-se-obtienen-

las-calorias-de-los-alimentos/

1. Agitador elctrico

2. Bomba calorimetrtica (cmara de reaccin)

3. Camisa aislante

4. Recipiente para el agua

5. Sonda de temperatura (termmetro)

6. Cable de ignicin

7. Tapa


9/13

Usos y aplicaciones

El uso se lleva a cabo de la siguiente forma:

Una vez puesta el agua y la muestra de compuesto a analizar, se tapa el calormetro de forma quehaya la menor cantidad de disipacin posible. Se observa el termmetro de cerca, donde se podrevidenciar que la temperatura empezara a disminuir o aumentar segn sea el caso.

Teniendo en cuenta que es imposible disear un calormetro que no disipe absolutamente nadade calor, es necesario, o bien introducir un buen factor de correccin, o procurar que latemperatura del calormetro sea muy similar a la de su entorno, tanto como sea posible, lo cualse logra termostatndolo, o sometindolo a alto vacio.

Dentro de sus aplicaciones podemos identificar las siguientes:

Pruebas de combustible

Eliminacin de desechos

Estudios de alimentos

Propulsor y prueba de explosivos

Tipos de calormetros:

Estticos

No estticos

Dryload calorimeter

Microcalormetro calorimetro de flujo

Calormetro adiabtico

Calormetro de cambio de estado

2. Hallar el calor de disolucin del NaOH en agua, cuando al disolver 1.2g de NaOH slido en

250ml, la temperatura de la disolucin incrementa en 1.24 C.

Calor cedido por el NaOH = calor absorbido por el agua

Calor absorbido por el agua = masa de agua * calor especfico del agua * incremento detemperatura del agua

Y aqu se necesitan un par de datos que se supone que debes conocer o tener acceso a ellos:

Densidad del agua = 1 g/mL, con lo que los 250 mL = 250 mL * (1 g / 1 mL) = 250 g agua

Calor especfico del agua = 1 cal/(g * C)


10/13

En definitiva:

Calor absorbido por el agua = 250 g * 1 cal/(g * C) * 1.24 C = 310 cal

Este es el calor producido por la disolucin de 1.2 g de NaOH.

El calor de disolucin del NaOH ser: Q = 310 cal / 1.2 g = 258.3 cal/g


11/13

Tipos de carbn activado:

Los carbones activos pueden clasificarse atendiendo al tamao de las partculas en carbn

activado en polvo (CAP) y carbn activado granular (CAG). Los CAP presentan tamaos menoresde 100 mm, siendo los tamaos tpicos entre 15 y 25 mm. Los CAG presentan un tamao mediode partcula entre 1 y 5 mm. Los CAG pueden dividirse en dos categoras: (i) carbn activadotroceado (o sin forma) y (ii) carbn activado conformado (o con una forma especfica, cilindros,discos, etc.). Los carbones activados troceados se obtienen por molienda, tamizado y clasificacinde briquetas de carbn o de trozos ms grandes. Los carbones conformados pueden obtenersepor peletizacin o por extrusin de carbn en polvo mezclado con distintos tipos de aglomerantes.Existen adems otras formas de adsorbentes de carbn, como las fibras de carbn activadas, lastelas y los fieltros de carbn activadas, las estructuras monolticas, las membranas de carbn, etc.

Aplicaciones ambientales

La Primera Guerra Mundial, y el uso de agentes qumicos durante esta contienda, trajo comoconsecuencia la necesidad urgente de desarrollar filtros de carbn activo para mscaras de gas.Sin duda este acontecimiento fue el punto de partida para el desarrollo de la industria de carbnactivo y de un buen nmero de carbones activos usados no solo en la adsorcin de gases txicossino en la potabilizacin de agua. A partir de este momento tubo lugar el desarrollo de multitud decarbones activos para las aplicaciones ms diversas: depuracin de gases y aguas, aplicacionesmdicas, soporte de catalizadores, etc.

4. Explique la influencia de la temperatura en la adsorcin de las soluciones

Cuanto ms baja sea la temperatura, mejor ser la capacidad de adsorcin.

5. Indique la diferencia fisicoqumica entre la adsorcin de soluciones sobre suelos y carbn

activado.

La absorcin de las soluciones en la superficie de los absorbentes slidos se diferencia de los deabsorcin de las sustancias individuales (gases, vapores, lquidos puros) en que en la solucinhay dos componentes, que forman una capa compacta, como consecuencia de esto, loscomponentes de una solucin, en esta capa, al variar la concentracin, se desalojan unos a otros.

La absorcin est influenciada por la naturaleza qumica de la superficie, dimensiones de los

poros del absorbente y por las propiedades de las soluciones.

En la superficie de la slice o del carbn activado, se absorben son especial fuerza las molculasque puedan formar, con los grupos oxhidrilos de la superficie, enlaces de hidrogeno (fenoles,alcoholes, agua) y complejos de quimiosorcin (aminas). La absorcin de sustancias orgnicas delas soluciones acuosas es muy grande en la superficie de absorbentes dbilmente polares talescomo los carbones activos.


12/13

6. Investigue la ecuacin de la isoterma de adsorcin de las soluciones binarias, ecuacin de

Lagmuir para la adsorcin de soluciones.

La ecuacin general de la de la isoterma de absorcin de las soluciones binarias es: (Guerasimo

Y. 1980), donde:

Xs= composicin de la solucin superficial,

K= constante de Equilibrio de absorcin,

X2= composicin de la solucin volumtrica.

Dicha ecuacin es similar a la ecuacin de Lagmuir para la absorcin de soluciones (Shoemaker y

HGarland 1968), donde:

= fraccin de superficie slida cubierta por molculas,

C= concentracin de la solucin en equilibrio.


13/13

BIBLIOGRAFA

Equipos y laboratorio (en lnea) Disponiblehttp://www.equiposylaboratorio.com/sitio/contenidos_mo.php?it=3058

Global Scientific S.A.S (en lnea) Disponible

http://globalsci.com.co/productos.php?subcategoriaID=11

Parr Instrument Company (en lnea) Disponible

http://www.parrinst.com/es/products/oxygen-bomb-calorimeters/6200-isoperibol-

calorimeter/

SHIMADZU (en lnea) Disponible http://www.instruservltda.com/thermal.html

CIENCIA LIBRE (en lnea) Disponible:

http://cienciacatalisislibre.blogspot.com.co/2011/11/el-carbon-activado.html

Adsorcin / Carbn active (en lnea) Disponible:http://www.lenntech.es/adsorcion.htm#ixzz3m3FkoLIt

Adsorcin y ecuaciones de adsorcin superficial en suelos (en lnea) Disponible:

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358115/contenido_linea/leccin35_adsorcin_y_ecua

ciones_de_adsorcin_superficial_en_suelos.html
http://www.lenntech.es/adsorcion.htm#ixzz3m3FkoLIthttp://www.lenntech.es/adsorcion.htm#ixzz3m3FkoLIt

Preinforme Fisicoquimica Jenny Avella

Documents

Transcript of Preinforme Fisicoquimica Jenny Avella