FISICOQUIMICA AMBIENTALPREINFORME PRESENTADOR POR: JENNY LORENA AVELLA RINCON COD: 1101757601 GRUPO: 358115_26 YENY ANDREA BUENAHORAR TUTOR UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA VELEZ - SANTANDER 2015 enfocados a Fisicoquímica Ambiental dentro de un laboratorio de acuerdo a los procedimientos establecidos en la Guía de Actividades por la Universidad Nacional Abierta y a Distancias UNAD. Determinar de la entalpía molar de disolución y entropía de una mezcla binaria Determinar de la constante universal de los gases Identificar la cinética de la descomposición del Tiosulfato de sodio.OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA Objetivo General Aplicar los conceptos básicos. Reconocer los equipos e instrumentos necesarios para llevar a cabo el correcto desarrollo de las prácticas de Fisicoquímica Ambiental. . Objetivos específicos Identificar los protocolos y elementos básicos de seguridad para llevar a cabo las prácticas dentro de laboratorio de Fisicoquímica Ambiental. por medio de ácido clorhídrico concentrado. por medio de ácido clorhídrico concentrado. Determinar la cinética de la descomposición del Tiosulfato de sodio. i) Desocupar. lavar y secar el calorímetro para la siguiente ensayo . j) Calcular el calor específico de acuerdo a lo indicado en el Anexo B h) Realizar la medición de la temperatura de la mezcla contenida en el vaso Dewar cada minuto durante 5 minutos. Verificar que la temperatura del minuto 4 y 5 permanezcan constantes. industrial residual). Verificar que la temperatura del minuto 4 y 5 permanezcan constantes. Permitir su secado al aire libre con el fin de mantener el equipo a temperatura ambiente. de lo contrario continúe tomando la temperatura de la muestra cada minuto hasta que obtenga la temperatura de equilibrio de la mezcla. termo o recipiente de icopor) a emplear. adicionar los 100ml de agua previamente calentados a mezclar y tapar 80°C al vaso dewar.DIAGRAMAS DE FLUJO Determinación de la entalpía molar de disolución y entropía de una mezcla binaria Calibración del calorímetro o vaso Dewar a) Lavar y secar adecuadamente el calorímetro (vaso Dewar. g) Transcurrido el tiempo. y calcular el calor específico de la misma. de lo contrario continúe tomando la temperatura de la muestra cada minuto hasta alcanzar el equilibrio (temperatura constante). Mientras que la muestra de agua a temperatura ambiente (T) corresponde al agua de rio o industrial e) Adicionar el agua a temperatura ambiente al vaso Dewar y tapar f) Realizar la medición de la temperatura del agua contenida en el vaso Dewar cada minuto por un periodo de 5 minutos. b) Pesar el vaso Dewar y registrar el peso como � c) Calentar 100ml de agua hasta alcanzar 80°C d) Tomar una muestra de 100 ml de agua y medir su temperatura k) Repetir el procedimiento descrito anteriormente empleando la muestra de agua (rio. quebrada. Tenga en cuenta que para este procedimiento la muestra de agua a calentar debe ser agua destilada (T1). Determinación de la entalpía molar de disolución del NaOH en H2O Determinación de la entalpía molar de disolución del NaOH en H2O a) Lavar y secar adecuadamente el calorímetro (vaso Dewar. adicionar el NaOH rápidamente al calorímetro y tapar inmediatamente. lavar y escurrir el calorímetro j) Calcular la entropía de la muestra de acuerdo a lo indicado en el Anexo B . y calcular la entropía de la misma. h) Agitar vigorosamente el sistema y medir la temperatura de la mezcla cada minuto durante 5 minutos. Permitir su secado al aire libre con el fin de mantener el equipo a temperatura ambiente. o hasta que el sistema alcance la temperatura de equilibrio (temperatura constante) i) Desocupar. termo o recipiente de icopor) a emplear. Verificar que la temperatura del minuto 4 y 5 permanezcan constantes. b) Pesar 2g de NaOH� c) Medir la Temperatura inicial del NaOH d) Tomar una muestra de 100 ml de agua destilada y medir su temperatura e) Adicionar la muestra de agua destilada a temperatura ambiente al vaso Dewar y tapar f) Realizar la medición de la temperatura del sistema contenido en el vaso Dewar cada minuto por un periodo de 5 minutos. de lo contrario continúe tomando la temperatura de la muestra cada minuto k) Repetir el procedimiento descrito anteriormente empleando la muestra de suelo. g) Transcurrido el tiempo. lavar y secar los materiales empleados para el siguiente ensayo.Procedimiento 2: Determinación de la constante universal de los gases Montaje Determinación de la constante universal a) Lavar y secar adecuadamente el balón de fondo plano con desprendimiento lateral. 0. teniendo en cuenta que no queden burbujas dentro de la probeta y que esta continúe llena.4g.4g. 0. 0.2g. 0.8g.2g i) Calcular la constante universal de los gases y el error obtenido de acuerdo a lo indicado en el Anexo C b) Tapar el balón con el tapón y conectar la manguera de tal forma que un extremo quede en el interior del balón y el otro extremo se ubica en el beaker b) Adicionar ¾ partes del volumen del beaker con agua destilada c) Invertir la probeta en el beaker.8g. . f) Tapar la probeta con la mano (con precaución) e insertar el termómetro para medir la temperatura del gas producido g) Desocupar.1g.2g de CaCO3 e) Adicionar 200ml de HCl 2N en el balón fondo plano h) Repetir el procedimiento para las muestras de CaCo3 de 0. y 1.2g. 0. 1. beaker de 1L y probeta de 500ml a) Llenar la probeta de 500ml de agua destilada d) Pesar 0. f) Agregar al beaker 1. y cronometrar el tiempo que tarda la solución en tornarse opaco por completo. 10 mL de HCl 1N. Continúe el procedimiento con los 3 beaker restantes.025M y 0.0125M .05M.Procedimiento 3: Cinética de la descomposición del tiosulfato de sodio. energía de activación y tiempo de vida media de acuerdo a lo indicado en el Anexo D c) Registrar la temperatura del agua del recipiente d) Preparar soluciones de tiosulfato sódico en cada beaker al 0.1N y ácido clorhídrico 1N b) Lavar 4 Erlenmeyer de 100mL. por medio de HCl concentrado a) Alistar las soluciones de tiosulfato sódico (Na2S2O3) 0. h) Calcular las constantes de velocidad. 0. roturarlo de 1 a 4 e introducirlos en un recipiente que contenga agua a temperatura ambiente. e) Mezclar suavemente cada solución g) Repetir el procedimiento anterior empleando un baño de hielo y cronometrar el tiempo que cada solución tarda en tornarse opaco. . Cargar la bureta con NaOH 0. colocando los beaker en un termostato o baño María.Procedimiento 4: Adsorción de soluciones acuosas de ácido acético en suelos y carbón activado a) Rotular 4 beakers de 250mL f) Tapar rápidamente los recipientes y agitar periódicamente durante 30 minutos.05 M a las otras dos muestras: una de suelo y otra de carbón activado h) Filtrar cada muestra desechando los primeros 10 mL de filtrado. g) Dejar reposar las muestras durante 15 min a temperatura ambiente (mida la temperatura del ambiente una vez inicie reposo). k) Determine el ΔH de cada muestra estudiada. ajustando el nivel a cero. de acuerdo a lo indicado en el Anexo E b) Pesar dos muestras de +/.1N.15 M a dos muestras. una de suelos y otra de carbón activado i) Titulación de cada muestra: Adicionar con una pipeta 25 mL del filtrado e introducirlo en el Erlenmeyer de titulación.1 gramo de suelo y dos muestras de +/1gramo de carbón activado e) Adicionar 100 mL de solución de ácido acético 0. Repetir la titulación para cada muestra. c) Introducir cada muestra en uno de los beaker rotulados d) Adicionar 100 mL de solución de ácido acético 0. Adicionar 3 gotas de fenolftaleína y agitar suavemente. como medida de adsorción del ácido por el papel filtro j) Realizar nuevamente el procedimiento descrito a una temperatura cercana a 40°C. Ubicar el Erlenmeyer bajo la bureta y adicionar gota a gota de NaOH agitando el Erlenmeyer constantemente hasta tornar a color rosado. Registrar los mililitros gastados de NaOH. su temperatura cambia. el calorímetro permite medir las cantidades de calor que son recibidas o suministradas por un cuerpo.es/el-nutricionista-de-la-general/2012/10/15/como-se-obtienenlas-calorias-de-los-alimentos/ 1. La medición del flujo de calor se llama calorimetría y la herramienta con la que se mide el flujo de calor se llama calorímetro. 5. 6. Agitador eléctrico Bomba calorimetrética (cámara de reacción) Camisa aislante Recipiente para el agua Sonda de temperatura (termómetro) Cable de ignición Tapa . 4. 7. 3. Esquema de una bomba de calorimetría Tomado de: http://blogs. Consultar los tipos de calorímetro y sus características fisicoquímicas ¿Qué es este instrumento? Cuando el calor fluye hacia o de una sustancia. Específicamente.RESPUESTAS AL CUESTIONARIO DEL ANEXO A 1.20minutos. lo cual implica determinar su calor específico para medir cantidades de calor. 2. Dentro de sus aplicaciones podemos identificar las siguientes: Pruebas de combustible Eliminación de desechos Estudios de alimentos Propulsor y prueba de explosivos Tipos de calorímetros: Estáticos No estáticos Dryload calorimeter Microcalorímetro calorimetro de flujo Calorímetro adiabático Calorímetro de cambio de estado 2. Se observa el termómetro de cerca. o procurar que la temperatura del calorímetro sea muy similar a la de su entorno. o bien introducir un buen factor de corrección.24 °C. la temperatura de la disolución incrementa en 1. Hallar el calor de disolución del NaOH en agua. se tapa el calorímetro de forma que haya la menor cantidad de disipación posible. Calor cedido por el NaOH = calor absorbido por el agua Calor absorbido por el agua = masa de agua * calor específico del agua * incremento de temperatura del agua Y aquí se necesitan un par de datos que se supone que debes conocer o tener acceso a ellos: Densidad del agua = 1 g/mL. donde se podrá evidenciar que la temperatura empezara a disminuir o aumentar según sea el caso.2g de NaOH sólido en 250ml.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. tanto como sea posible. Teniendo en cuenta que es imposible diseñar un calorímetro que no disipe absolutamente nada de calor. con lo que los 250 mL = 250 mL * (1 g / 1 mL) = 250 g agua Calor específico del agua = 1 cal/(g * ºC) . o sometiéndolo a alto vacio. es necesario. lo cual se logra termostatándolo. cuando al disolver 1. En los procesos de adsorción los gases. Los tipos de absorción: Los sólidos más adecuados para la adsorción son los que presentan grandes relaciones superficie-volumen. su entalpía molar tendrá signo "-".3 cal/g * (40 g / 1 mol) = 10332 cal/mol = 10332 cal/mol * (4.24 ºC = 310 cal Este es el calor producido por la disolución de 1. quedando Hd = .Resultado Y si lo quieres dar en unidades de S. Como el Pm (NaOH) = 40 g/mol la cantidad anterior la puedes expresar en cal/mol: Qm = 258. es necesaria la sustitución o regeneración del adsorbente para que su actividad no descienda de determinados niveles.En definitiva: Calor absorbido por el agua = 250 g * 1 cal/(g * ºC) * 1. Se produce una difusión desde la masa gaseosa hasta la superficie externa del sólido y de las moléculas del gas dentro de los poros de sólido seguida de la adsorción propiamente dicha de las moléculas del gas en la superficie del sólido. Por tanto.25 kJ/mol) Por último.3 cal/g <--. Periódicamente.186 J): Q = 258.I. bauxita. aquellos que tienen una elevada porosidad y área superficial para facilitar el contacto sólido-gas: tierra de Fuller.43250 J/mol 3.3 cal/g * (4. (1 cal = 4. etc. tipos de carbón activado y sus aplicaciones ambientales Adsorción: Una alternativa a los sistemas de absorción por líquido lo constituye la adsorción de los contaminantes sobre sólidos. los tipos de absorción. .2 g = 258. alúmina activada. es decir. carbón activado. tamices moleculares. El calor de disolución del NaOH será: Q = 310 cal / 1.186 J / 1 cal) = 1081 J/g <--. vapores y líquidos se retienen sobre una superficie sólida como consecuencia de reacciones químicas y/o fuerzas superficiales. como el NaOH CEDE CALOR.186 J / 1 cal) = = 43250 J/mol (= 43.Resultado La entalpía molar de disolución (Hd) es el calor de disolución pero referido a 1 mol. Consultar que es la adsorción.2 g de NaOH. en Termodinámica se considera positivo el calor absorbido y negativo el cedido. mejor será la capacidad de adsorción. etc. La absorción está influenciada por la naturaleza química de la superficie. al variar la concentración. Los CAG pueden dividirse en dos categorías: (i) carbón activado troceado (o sin forma) y (ii) carbón activado conformado (o con una forma específica. enlaces de hidrogeno (fenoles. siendo los tamaños típicos entre 15 y 25 mm. en esta capa. discos. aplicaciones médicas. como consecuencia de esto. La absorción de las soluciones en la superficie de los absorbentes sólidos se diferencia de los de absorción de las sustancias individuales (gases. .Tipos de carbón activado: Los carbones activos pueden clasificarse atendiendo al tamaño de las partículas en carbón activado en polvo (CAP) y carbón activado granular (CAG). se absorben son especial fuerza las moléculas que puedan formar. La absorción de sustancias orgánicas de las soluciones acuosas es muy grande en la superficie de absorbentes débilmente polares tales como los carbones activos. Explique la influencia de la temperatura en la adsorción de las soluciones Cuanto más baja sea la temperatura. alcoholes. Existen además otras formas de adsorbentes de carbón. las telas y los fieltros de carbón activadas. se desalojan unos a otros. y el uso de agentes químicos durante esta contienda. A partir de este momento tubo lugar el desarrollo de multitud de carbones activos para las aplicaciones más diversas: depuración de gases y aguas. 5. En la superficie de la sílice o del carbón activado. Indique la diferencia fisicoquímica entre la adsorción de soluciones sobre suelos y carbón activado. los componentes de una solución. las estructuras monolíticas. soporte de catalizadores. agua) y complejos de quimiosorción (aminas). dimensiones de los poros del absorbente y por las propiedades de las soluciones. vapores. Aplicaciones ambientales La Primera Guerra Mundial. 4. trajo como consecuencia la necesidad urgente de desarrollar filtros de carbón activo para máscaras de gas. Sin duda este acontecimiento fue el punto de partida para el desarrollo de la industria de carbón activo y de un buen número de carbones activos usados no solo en la adsorción de gases tóxicos sino en la potabilización de agua. Los CAG presentan un tamaño medio de partícula entre 1 y 5 mm. las membranas de carbón. etc. tamizado y clasificación de briquetas de carbón o de trozos más grandes. Los carbones activados troceados se obtienen por molienda. Los CAP presentan tamaños menores de 100 mm. líquidos puros) en que en la solución hay dos componentes. etc. con los grupos oxhidrilos de la superficie. cilindros. que forman una capa compacta. como las fibras de carbón activadas.). Los carbones conformados pueden obtenerse por peletización o por extrusión de carbón en polvo mezclado con distintos tipos de aglomerantes. 1980). C= concentración de la solución en equilibrio. ecuación de Lagmuir para la adsorción de soluciones. Dicha ecuación es similar a la ecuación de Lagmuir para la absorción de soluciones (Shoemaker y HGarland 1968). La ecuación general de la de la isoterma de absorción de las soluciones binarias es: (Guerasimo Y. donde: θ = fracción de superficie sólida cubierta por moléculas. . donde: Xs= composición de la solución superficial. X2= composición de la solución volumétrica.6. K= constante de Equilibrio de absorción. Investigue la ecuación de la isoterma de adsorción de las soluciones binarias. blogspot.com.edu.php?subcategoriaID=11 Parr Instrument Company (en línea) Disponible http://www.co/productos.BIBLIOGRAFÍA Equipos y laboratorio (en línea) Disponible http://www.php?it=3058 Global Scientific S.com/es/products/oxygen-bomb-calorimeters/6200-isoperibolcalorimeter/ SHIMADZU (en línea) Disponible http://www.S (en línea) Disponible http://globalsci.html CIENCIA LIBRE (en línea) Disponible: http://cienciacatalisislibre.html Adsorción / Carbón active (en línea) Disponible: http://www.es/adsorcion.parrinst.com/sitio/contenidos_mo.htm#ixzz3m3FkoLIt Adsorción y ecuaciones de adsorción superficial en suelos (en línea) Disponible: http://datateca.equiposylaboratorio.lenntech.com.A.html .instruservltda.co/contenidos/358115/contenido_linea/leccin35_adsorcin_y_ecua ciones_de_adsorcin_superficial_en_suelos.co/2011/11/el-carbon-activado.unad.com/thermal.