Practica-de-filtro-de-carbon.docx

Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco

Química básica y aplicada; Laboratorio de Química. Práctica Número 4. “Filtración de agua a través de carbón activado” Grupo: 2CM10 Mesa Número: 1 Integrantes: Blas Pintor Jorge Erik. Hernández Cortés Miguel Alejandro. Hernández Silva Daniel. Rodríguez Hernández Victor Ismael. Soto Araiza Pablo Emilio. Profesora: García Rodríguez Sandra. Lugar: Juan de Dios Bátiz s/n, Adolfo López Mateos, 07738 Gustavo A. Madero, CDMX Fecha de realización: Viernes 22 de marzo del 2019. Fecha de entrega: Miércoles 27 de marzo del 2019.

Índice Introducción ……………………………………………………………………………….1 Objetivo…………………………………………………………………………………….1 Materiales …………………………………………………………………………………2 Desarrollo ejecutado……………………………………………………………………...2 Resultados ……………………………………………………………………….……….2 Análisis y discusión de resultados …………………………………………….……….3 Conclusión ………………………………………………………………………..………4 Cuestionario ………………………………………………………………….…….…….4 Bibliografía …………………………………………………………………………..……5

Introducción El agua, es uno de los recursos naturales más valiosos que existen, tanto para el ser humano como para todos los seres vivos del planeta, gracias a ella los seres vivos pueden sobrevivir y realizar acciones complejas. En el caso de los seres humanos, un adulto sano y de edad mediana puede vivir hasta cinco días sin beber agua en condiciones normales; sin embargo, en situaciones extremas esa cifra se reduce de forma considerable 1. Cabe mencionar que no toda el agua del planeta que existe es potable, pero eso no significa que no pueda tener un proceso de potabilización para que pueda ser consumida por el ser humano. Existen diferentes métodos de potabilización de agua y uno de ellos es la filtración por carbón activado. El carbón activado o carbón activo es carbón poroso que atrapa compuestos, principalmente orgánicos, presentes en un gas o en un líquido, que se obtiene de ceniza de madera, lignina, cáscaras de nuez y materiales similares. El carbón activo es conocido por ser un adsorbente con una gran eficiencia para separar el solvente (generalmente agua) y el soluto (líquido, sólido o gaseoso) de una solución, por ejemplo, la retención de plaguicidas, grasas, aceites, detergentes, subproductos de la desinfección, toxinas, compuestos que producen color, compuestos originados por la descomposición de algas y vegetales o por el metabolismo de animales 2. En esta práctica se realizará la filtración de una muestra de agua con color haciendo uso de carbón activado.

Objetivo Eliminación de color del agua mediante la filtración a través del carbón activado y determinar su eficiencia de remoción.

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Materiales ● 2 probetas de 50 mL. ● 11 vasos de precipitados y/o matraz Erlenmeyer. ● Carbón activado granular. ● Agua con colorante. ● Agua sin colorante. ● 2 vasos de precipitados (200 y 300 ml). ● Soporte universal ● Papel filtro ● Embudo Desarrollo ejecutado 1.-En un embudo, se colocó papel filtro de manera enrollada, para después depositar carbón activado granular sobre éste. Dicho embudo estará sostenido por un soporte universal. 2.- A partir una disolución con color, se prepararon 11 diluciones porcentuales de acuerdo con ciertos criterios (Véase la ilustración de la Tabla No. 1) y además funcionando como colorímetro (Véase en la ilustración 1), para preparar las disoluciones, se necesitó usar las 2 probetas. 3.- Se pasó una muestra de 50 mL de agua con color a través del carbón activado, y papel filtro. Posteriormente el filtrado llegó a un vaso de precipitado para analizarlo (Véase en la ilustración 2). 4.- En caso de que la remoción del color hubiera sido exitosa, se obtiene el porcentaje de remoción basándose en el colorímetro. En caso de que la muestra todavía tuviera color, se volvió a filtrar hasta que no tuviera color; para lograr el 100% de remoción de color, fue necesario repetir el proceso 2 veces. Resultados Gracias al uso del carbón activado como adsorbente, se pudo remover el color que tenían las soluciones. Sin embargo, como ya fue mencionado en el desarrollo de la práctica, fue necesario realizar el filtrado dos veces para lograr que el porcentaje de remoción de color fuera 100%. Cabe mencionar que en el primer intento, nuestro porcentaje de remoción de color fue del 90%, obteniendo 45 mL de agua en el vaso precipitado. Finalmente, en la segunda filtración, el resultado fué la eliminación total del colorante, obteniendo en el segundo vaso precipitado 50 mL de agua. 2

Imágenes

Ilustración 1.Realización del colorímetro. Ilustración 2. Realización del paso con disoluciones porcentuales.

No. 3. Filtración de agua con color.

Tabla No.1 Muestras

Porcentaje 100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Sol.Color (mL)

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

Agua (mL)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Análisis y discusión de resultados Como ya fue mencionado, para lograr el 100% de remoción de color en nuestra solución, fue necesario repetir el proceso de filtración de agua 2 veces. El primer resultado ocurrió debido a que no todas las partículas de colorante disueltas en nuestro solvente (agua) quedaron sobre la superficie del adsorbente (carbón activo), esto quizá ocurrió debido a que el pH del agua en el primer vaso precipitado, era ligeramente diferente a la del segundo vaso (por una ligera diferencia de temperatura o diferente cantidad de soluto en los vasos) , ya que en el segundo, al obtener el 100% de remoción de color, se puede decir que todas las moléculas de colorante quedaron sobre la superficie del adsorbente, dejando salir por el embudo únicamente agua. 3

Conclusión En base a los resultados de la práctica, se puede concluir que el carbón activado es un gran purificador de agua, funcionando como un adsorbente de gran calidad que permite, como su nombre lo dice, absorber la cantidad de soluto que contiene una solución, filtrando el solvente, que en éste caso fue agua, hasta el vaso precipitado. Éste proceso puede realizarse con una gran variedad de soluciones con diferentes solutos, y el resultado será el que se observó en la práctica, finalmente se puede decir que el objetivo de la práctica fue cumplido satisfactoriamente. Cuestionario 1.- ¿Cómo se obtiene el carbón activo? R: Las materias primas más utilizadas para fabricar carbón activado son: maderas poco duras (como la de pino), carbones minerales (ligníticos, bituminosos y de antracita) y cáscaras o huesos de vegetales (concha de coco, hueso de aceituna o de durazno, cáscara de nuez). El carbón puede activarse mediante procesos térmicos o químicos, Los primeros consisten en provocar una oxidación parcial del carbón, para lograr que se formen los poros. Los procesos químicos parten de la materia prima antes de carbonizarse. Los reactivos son agentes deshidratantes que rompen las uniones que ligan entre sí a las cadenas de celulosa. Después el material se carboniza a una temperatura de unos 550 °C y luego se lava para eliminar los restos de reactivo y de otros subproductos. 3 2-. ¿Qué comprende por proceso de absorción y adsorción? R: A la propiedad que tiene un sólido de adherir a su paredes una molécula que fluye, se le llama “Adsorción”, mientras que referido a la química la palabra “Absorción” es un proceso que consiste en la separación de uno o más componentes de un gas haciendo uso de un solvente líquido que permitirá crear una solución. 4 3-. En el campo de la Ingeniería Cívil, ¿dónde se utiliza este proceso? La filtración mediante carbón activado se emplea en el tratamiento de agua debido a que posee una gran capacidad de absorción de diversos elementos. Este tipo de filtración se emplea para depuraciones de agua subterránea, purificaciones del caudal final de las estaciones de tratamiento de agua potable, depuración de agua para piscinas, refinamiento de aguas residuales tratadas, entre otros.5

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4-. ¿De qué depende el tiempo de vida útil de los filtros de carbón activado? El tiempo de vida de un filtro de carbón activado dependerá de la cantidad de agua a tratar y la frecuencia de los retrolavados del filtro, es por eso, que se recomienda que estos filtros se retrolaven correctamente para mantener la capa filtrante limpia y en buen estado, con los granos de carbón sin pulverizarse.

Bibliografía 1 Océane Bidault. (2016). ¿Cuánto tiempo podemos vivir sin beber agua?. de Océane Bidault sitio web: https://www.waterlogic.es/blog/cuanto-tiempo-podemos-vivir-sin-beber-agua/ 2, 3 Carbonatia. (2018). ¿Que es el carbón activado?, de Carbotecnia sitio web: https://www.carbotecnia.info/encyclopedia/que-es-el-carbon-activado/ 4 Significados (2013). Significado de absorción, de Significados sitio web: https://www.significados.com/absorcion/ 5 Ingeniería Romin. (2015). Filtración mediante carbón activado. 2019, de Ingeniería Romin Sitio web: http://romin.com/filtracion-mediante-carbon-activado/

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