http://www.inchem.hanyang.ac.kr/lab/mtl/paper/10.pdf

I.-OBJETIVOS

1.1- OBJETIVO GENERAL

Analizar y comprender la operación de la absorción.

1.2- OBJETIVOS ESPECIFICOS

Determinar el gasto de HCl, en la titulación de los diferentes matraces.

Se determinará comprobar la capacidad de absorción del agua para el amoniaco.

Determinar las fracciones molares y las presiones parciales de los recipientes que

han sido absorbidos por el amoniaco, agua y el aire.

TERMODINÁMICA DE LOS PROCESOS QUÍMICOS II

II.- INTRODUCCION

La absorción es una operación unitaria de transferencia de materia que consiste en poner un gas

en contacto con un liquido para que este disuelva determinados componentes del gas , que

queda libre de los mismos.

La absorción puede ser física o química, según el gas que se disuelva en el líquido absorbente o

reaccione con él dando un nuevo compuesto químico.

La desorción es la operación contraria a la absorción es la operación unitaria contraria en la cual

un gas disuelto en un líquido es arrastrado por un gas inerte siendo eliminado del líquido.

Cuando un gas absorbido en un líquido se separa de aquel por medio de otro gas (no soluble en

el líquido), la operación se denomina absorción o stripping, siendo opuesta a la absorción en

cuanto a que representa transporte de materia desde la fase líquida a la gaseosa.

Dado que los efectos térmicos que acompaña a la absorción o a la deserción suelen ser muy

pequeños, supondremos que estas operaciones se verifican isotermicamente.

ABSORCIÓN DE GASES 2

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III.- RESUMEN

Cuando ponemos en contacto un gas con un liquido en el que es soluble, las moléculas del gas

pasan al líquido en el que es soluble, las moléculas del gas pasan al líquido formando una

disolución con aquel, y al mismo tiempo las moléculas disueltas en el líquido tienden a volver a

la fase gaseosa, estableciéndose un equilibrio dinámico entre las moléculas del gas que pasan a

la disolución y las que retornan a la fase gaseosa. En nuestro caso al poner las dos fases en

contacto pasará amoniaco a la fase líquida, aumentando así la concentración del amoniaco en el

agua hasta que la presión de vapor del amoniaco disuelto sea igual a la presión parcial del

amoniaco en la fase gaseosa, alcanzándose las condiciones de equilibrio entre fases. Es evidente

que la concentración máxima del soluto (amoniaco) en la fase líquida es la de equilibrio

correspondiente a las condiciones de operación.

Se armó el equipo para a experimentación con los respectivos materiales, destacando el uso de

nuestros matraces kitasato poniendo tres de ellos en contacto por donde pasaba el gas de uno al

otro llamando a este montaje “armado en cascada” para obtener las disoluciones.

Las fracciones molares que se obtuvieron son los siguientes:

RECIPIENTE FRACCIONES MOLARES Xi

M. kitasato 1 5.89x10-8

M. kitasato 2 7.51x10-8

M. kitasato 3 8.08 x10-9

Vaso 4 6.81x10-8

ABSORCIÓN DE GASES 3

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IV.- MARCO TEORICO

ABSORCION DE GASES

SOLUBILIDAD

La solubilidad es una medida de la capacidad de una determinada sustancia para disolverse en

un líquido. Puede expresarse en moles por litro, en gramos por litro, o en porcentaje de soluto;

en algunas condiciones se puede sobrepasarla, denominándose solución sobresaturada. Además

la solubilidad es la propiedad que tienen unas sustancias de disolverse en otras, a temperatura

determinada.

La sustancia que se disuelve se llama (soluto) y la sustancia donde se disuelva se llama

(solvente). No todas las sustancias se disuelven en un mismo solvente, por ejemplo en el agua,

se disuelve el alcohol y la sal. El aceite y la gasolina no se disuelven.

En la solubilidad, el carácter polar o apolar de la sustancia influye mucho, ya que, debido a estos

la sustancia será más o menos soluble, por ejemplo: Los compuestos con más de un grupo

funcional presentan gran polaridad por lo que no son solubles en éter etílico.

Entonces para que sea soluble en éter etílico ha de tener poca polaridad, es decir no ha de tener

más de un grupo polar el compuesto. Los compuestos con menor solubilidad son los que

presentan menor reactividad como son: las parafinas, compuestos aromáticos y los derivados

halogenados. El término solubilidad se utiliza tanto para designar al fenómeno cualitativo del

proceso de disolución como para expresar cuantitativamente la concentración de las soluciones.

La solubilidad de una sustancia depende de la naturaleza del disolvente y del soluto, así como

de la temperatura y la presión del sistema, es decir, de la tendencia del sistema a alcanzar el

valor máximo de entropía. Al proceso de interacción entre las moléculas del disolvente y las

partículas del soluto para formar agregados se le llama solvatación y si el solvente es agua,

hidratación.

EQUILIBRIO

En termodinámica, se dice que un sistema se encuentra en estado de equilibrio termodinámico,

si es incapaz de experimentar espontáneamente algún cambio de estado cuando está sometido a

unas determinadas condiciones de contorno, (las condiciones que le imponen sus alrededores).

Para ello ha de encontrarse simultáneamente en equilibrio mecánico y equilibrio químico.

ABSORCIÓN DE GASES 4

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V.- PARTE EXPERIENTAL

MATERIALES Y REACTIVOS

3 matraces kitasato de 500 mL

2 vasos de precipitación de 250 mL

1 trampa

1 generador de aire

1 bureta

1 soporte universal

3 gotas de Indicador para cada matraz: anaranjado de metilo

35 mL amoniaco

Agua destilada para cada matraz 30 mL

100 mL HCl a una concentración 1 mol/L

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Lavamos los materiales a usar.

Armamos el equipo siguiendo las indicaciones del docente conectando el tubo que

conduce el aire del generador de aire hacia la trampa, de allí por otro tubo hasta el

primer matraz y lo mismo hasta el tercer matraz y por ultimo un tubo que sale del

ultimo matraz hacia un vaso de precipitación formado asi una cascada.

Pusimos amoniaco en la trampa un volumen de 35 mL y en cada matraz y en el vaso

30 mL de agua destilada que será el que absorba el gas.

Una vez instalado todo el equipo, prendimos el generador de aire y controlamos 20

min para después hacer las titulaciones respectivas.

Se titulo con HCl 1 M cada matraz echando a cada uno 3 gotas de indicador y se

obtuvo diferentes gastos para cada matraz.

Se realizo los cálculos respectivos para hallar la fracción molar de amoniaco en cada

matraz y vaso.

ABSORCIÓN DE GASES 5

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VI.- CALCULOS REALIZADOS

Datos:

Recipiente:Volumen de H2O

(ml.)Volumen de gasto

(ml.)M. kitasato 1 50 157.6M. kitasato 2 50 58.9M. kitasato 3 50 16.4

Vaso 4 50 4.0

Experimento No 1

Para una reacción de titulación:

Concentraciones para los componentes:

Hallando el volumen total:

Experimento 1:

Hallando la concentración de :

Determinando la concentración de :

ABSORCIÓN DE GASES 6

TERMODINÁMICA DE LOS PROCESOS QUÍMICOS II

Se elige el valor de X1 para el cálculo.

Experimento 2:

Se elije el valor de X1 para el cálculo.

Haciendo las mismas operaciones se obtiene la concentración de amoniaco para cada recipiente:

RECIPIENTE: VOLUMEN TOTAL(L)

M. kitasato 1 0.2706 2.06x10-5

M. kitasato 2 0.4490 1.58x10-5

M. kitasato 3 0.0303 1.15x10-5

Vaso 4 0.0540 6.44x10-6

Determinando las moles de (n=CxV)

RECIPIENTE MOLES DE NH3

M. kitasato 1 5.57x10-6

M. kitasato 2 7.09x10-6

M. kitasato 3 7.63x10-7

Vaso 4 3.48x10-7

Calculando las presiones parciales con:

T = 15ºC = 288 K; P = 520mmHg = 0.6842 atm;

Reemplazando:

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RECIPIENTE PRESIÓN (atm)M. kitasato 1 4.86x10-4

M. kitasato 2 3.73x10-4

M. kitasato 3 2.71x10-4

Vaso 4 1.52x10-4

Hallando la fracción parcial Yi para el NH3.

Fracciones parciales (Yi) del NH3

RECIPIENTE FRACCIÓN PARCIAL Yi

M. kitasato 1 7.1x10-4

M. kitasato 2 5.45x10-4

M. kitasato 3 3.96x10-4

Vaso 4 2.22x10-3

RECIPIENTE FRACCIONES MOLARES Xi

M. kitasato 1 5.89x10-8

M. kitasato 2 7.51x10-8

M. kitasato 3 8.08 x10-9

Vaso 4 6.81x10-8

ABSORCIÓN DE GASES 8

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Grafico 1:

P vs. X

00,00000001

0,000000020,00000003

0,000000040,00000005

0,000000060,00000007

0,00000008

0 0,0002 0,0004 0,0006

PRESION

FR

AC

CIO

N M

OL

AR

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VII.- CONCLUSIONES

En esta práctica se ha intentado comprobar la capacidad de adsorción de diferentes

sólidos adsorbentes.

Se determinó la capacidad de absorción del agua para el amoniaco.

Se obtuvo los gastos de HCl en la titulación de los diferentes matraces kitasatos.

Se hallo las fracciones molares y las presiones parciales de los recipientes que son

los siguientes:

RECIPIENTE FRACCIONES MOLARES Xi

M. kitasato 1 5.89x10-8

M. kitasato 2 7.51x10-8

M. kitasato 3 8.08 x10-9

Vaso 4 6.81x10-8

Estos resultados son las fracciones molares del amoniaco en agua.

ABSORCIÓN DE GASES 10

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VIII.- RECOMENDACIONES

El equipo tiene que estar correctamente instalados.

Asegurarnos que los tapones de cada kitasato no permitan la fuga del gas ya que por

si hubiese fuga los datos tomados serian malos.

Los tubos de ingreso de aire que están en los matraces deben estar cubiertos por el

liquido que se utiliza como absorbente, para que pueda así liberar el gas que pasara

hacia el otro matraz siguiente, y o mismo para cada matraz.

Tener en conocimiento de la teoría para realizar cuidado con los cálculos a realizar.

Una recomendación principal que debemos saber que en la experimentación se debe

alcanzar el punto de equilibrio en cada matraz.

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IX.- BIBLIOGRAFIA

www.iespilarlorengar.com/ies/03_departamentos/activos/06_fisicaquimica/objetivos.doc. www.wikipedia.org/wiki/Absorción_(química). www.quimica.ayuda-gratis.com/Absorcion+y+Adsorcion. www.estrucplan.com.ar/Producciones/Entrega.asp?identrega.

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