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7/23/2019 Objetivos de Quimica
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OBJETIVOS
GENERALES
1.-Visualizacion física del uso del carbon activado.
2.- Comprender el uso en ingenieria civil del carbon activado en un proceso de
contruccion.
PARTICULARES
1.- Eliminacion de color del agua mediente la filtracion atravez del carbon activado.
2.- Determinar la eficiencia de remocion.
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MARCO TEORICO
Hay trazas de concentraciones de compuestos orgánicos sintéticos en el agua
cruda de abastecimiento, lo que causa problemas de sabor y olor en el agua
potabilizada.
Estos olores y sabores son motivo de preocupación en lugares donde se
extraen agua de un agua receptora que contiene cantidades considerables de
sustancias que causan olor y sabor. Es por esto que, hay un interés creciente en
utilizar la adsorción para reducir la concentración de sustancias orgánicas en el
agua.
La adsorción es la acumulación de partículas disueltas en un solvente en lasuperficie de un adsorbente. Debido a que la adsorción es un fenómeno
superficial, los buenos adsorbentes deben tener una estructura muy porosa para
que exista una relación alta de área superficial a volumen. El adsorbente más
satisfactorio es el carbón activado que se produce de ceniza de madera, lignina,
cáscaras de nuez y materiales similares. La deshidratación y la carbonización se
logran por el calentamiento lento en la ausencia de aire y la formación de una
estructura muy porosa (activado) se logra con la aplicación de vapor, aire o
bióxido de carbono a altas temperaturas.
Cuando un adsorbente se deja en contacto con una solución, la cantidad de
soluto adsorbido aumenta en la superficie del adsorbente y disminuye en el
solvente. Después de algún tiempo se alcanza un equilibrio de adsorción,
cuando el número de moléculas que dejan la superficie del adsorbente es igual
al número de moléculas que la superficie adsorbe. Se puede describir la
naturaleza de la reacción de adsorción al relacionar la capacidad de adsorción
(masa de soluto adsorbido por unidad de masa de absorbente) con tal
concentración de equilibrio de soluto que permanece en solución.
La adsorción de gases, líquidos y sólidos por el carbón activado esta influida
por la temperatura y el pH del agua, así como por la complejidad de las
sustancias orgánicas que se extraen.
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El carbón activado o carbón activo es carbón poroso que atrapa compuestos,
principalmente orgánicos, presentes en un gas o en un líquido. Lo hace con tal
efectividad, que es el purificante más utilizado por el ser humano.
Los compuestos orgánicos se derivan del metabolismo de los seres vivos, y su
estructura básica consiste en cadenas de átomos de carbono e hidrógeno. Entreellos se encuentran todos los derivados del mundo vegetal y animal, incluyendo
el petróleo y los compuestos que se obtienen de él.
A la propiedad que tiene un sólido de adherir a su paredes una molécula que
fluye, se le llama “adsorción”. Al sólido se le llama “adsorbente” y a la molécula,
“adsorbato”.
La adsorción es el proceso por el que una especie química (adsorbible o
adsorbato) presente, inicialmente en una fase fluida, se concentra en la interfase
que la separa de otra de igual o superior grado de ordenación (adsorbente).
La absorción es un proceso por el cual un material (absorbente) es retenido por
otro (absorbato); puede ser la disolución de un gas o líquido en un líquido o
sólido; o en la retención mediante fuerzas físicas de las moléculas de un gas,
líquido o sustancia disuelta a la superficie o a la masa de un sólido.
RENDIMIENTO DE ADSORCION DEL CARBON ACTIVADO
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Factores que influyen en la adsorción de compuestos presentes en el agua:
El tipo de compuesto que desee ser eliminado. Los compuestos con
elevado peso molecular y baja solubilidad se absorben más fácilmente.
La concentración del compuesto que desea ser eliminado. Cuanto más
alta sea la concentración, más carbón se necesitará.
Presencia de otros compuestos orgánicos que competirán con otros
compuestos por los lugares de adsorción disponibles.
El pH del agua. Por ejemplo, los compuestos ácidos se eliminan más
fácilmente a pHs bajos.
USOS EN LA ING CIVIL
En la ing civil el carbon activado tiene un uso en la industria del tratamiento de
agua en el proceso de decloraccion.
Decloracción
Cuando se han agregado cantidades considerables de cloro al agua, por ejemplopara asegurar la desinfección antes de que el agua sea consumida, o para destruir
olores y sabores, los residuales indeseados se pueden remover por decloración. El
uso intensivo del cloro en esta forma, sin la reacción a punto de quiebre, se
denomina sobrecloración y decloración. Algunos métodos de decloración son:
- Adición de productos químicos reductores
- El paso a través de lechos de carbón granulado activado
- La aireación
Los agentes reductores incluyen bióxido de azufre (SO2), bisulfito de sodio
(NaHSO3) y sulfito de sodio (Na2SO3). En la práctica, se utiliza generalmente elbisulfito, mas estable y barato que el sulfito. El carbón activado granular adsorbe
cloro y se oxida mediante este a bióxido de carbono. En la práctica, el contacto con
el carbón activado pulverizado es demasiado coarto para dar resultado. El cloro,
ácido hipocloroso y bióxido de cloro son lo suficientemente volátiles y se les
remueve por aireación.
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El carbón activado es una de las substancias mas usadas para el control del olor y
del sabor
en el tratamiento de aguas. Es un carbón vegetal especialmente usado para
remover materias que originan color o compuestos que generan olor y sabor en el
agua. El carbón activado logra su efecto por el fenómeno conocido con el nombrede adsorción o remoción selectiva de substancias de una solución, como ejemplo
puede ser la forma como un tejido adsorbe la tintura de una solución, y no debe
confundirse con la absorción, cuyo ejemplo es la esponja que se introduce en el
agua. La habilidad del carbón activado para adsorber se mide por la capacidad
adsortiva de fenol puro, cuyo parámetro se conoce con el nombre de valor de fenol
y se define como la cantidad de carbón activado en ppm requerida para reducir la
concentración de 100 ppb (0,1 ppm) a 10 ppb. No se acepta para el uso carbón con
un valor de fenol superior a 30. Cuando un liquido que contiene impurezas, se pone
en contacto con carbón activado, este adsorbe las impurezas que producen olor,
sabor y color hasta que se alcanza el equilibrio. Cuando el tiempo de contacto y latemperatura son constantes, las impurezas removidas varía logaríticamente con la
cantidad de carbón usado.
La ecuación resultante es del tipo de la ecuación isotérmica de Freundlich:
X/M = k C1/n
log X/M = log k + 1/n log C
Donde:
X = cantidad de impurezas removidas o concentración del olor eliminado
M = peso de carbón empleado o unidades de carbón usadas
C = cantidad de impurezas no removidas o concentración de olor residual
k y n = constantes cuyos valores dependen de la naturaleza del carbón, tipo de
impurezas y del líquido a tratar
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El carbón activado en polvo se aplica en las plantas de tratamiento mientras el
agua está circulando, por dosificadores en seco o solución, antes o después de la
coagulación, en cantidades muy variables y quedependen de las características y
del tipo de agua a tratar, 1 a 10 ppm o mas. También suele usarse carbón activadogranular en instalaciones similares a los filtros ordinario, pero son excesivamente
costotas. Se una en la industria de bebidas gaseosas.
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MATERIALES Y METODOS
MATERIALES:
