IMPACTO AMBIENTAL 26 de Marzo del 2012Zrate Martnez MarioNOTA: el previo y el reporte de la prctica se entregan el lunes 26 de Marzo del 2012; dado el puente del da 19 de marzo, la prctica se repuso el viernes 23 de Marzo con la I.Q. Claudia. De 10:00am/11:30am, se adjunta el justificante del da 12 de marzo, y con la firma de que se repuso la prctica, al igual que en el reporte se muestra una fotografa con la lista de dicha fecha de reposicin.

PREVIO #2 Transferencia de Gases: Ley de Henry

1. Qu es la absorcin?La absorcin es una operacin qumica que trata la separacin de los componentes que conforman una mezcla gaseosa, ayudndose de un solvente en estado lquido, con el que conseguir formar una solucin. El proceso incluye una difusin molecular o un paso de masa del soluto a travs del gas.Para calcular la concentracin de un soluto de dos fases que se encuentren en equilibrio se necesitan una serie de datos experimentales del equilibrio. Tambin hay que decir, que si ambas fases no se encuentran en equilibrio, la velocidad de traspaso de la masa es proporcional a la fuerza que las impulsa, la cual es la desviacin que respecta con el equilibrio. Las variables que son de importancia y que afectan al equilibrio en un soluto son la temperatura, la concentracin y tambin la presin. El equilibrio que tiene lugar entre dos fases se rige por la regla de fases, dada por la igualdad: F= C P + 2, de donde la P hace referencia al nmero de fases que se encuentran en equilibrio, la C es igual al nmero de componentes que hay en las dos fases en total, y la F, sera el nmero de variantes del sistema. En un equilibrio entre un lquido y un gas, existirn 2 componentes, as como tambin dos fases, por lo cual al sustituir los valores en la igualdad nos dara: F= 2-2+2= 2. As se dice que el equilibrio Se debe dar importancia a propiedades como:La solubilidad del gas: la solubilidad del gas tiene que ser alta, con la intencin de as poder aumentar la velocidad de la absorcin, bajando la cantidad necesaria del disolvente. Por lo general los disolventes que tienen una naturaleza parecida a la del soluto en cuestin que va a ser absorbido, presentarn una muy buena solubilidad.La volatilidad: Los disolventes deben poseer una baja presin de vapor, pues as el gas que sale es una operacin de absorcin donde suele estar saturado con el disolvente y por lo tanto se puede ver perdida gran cantidad. Tambin se puede usar un lquido poco voltil para poder conseguir de nuevo la parte que se ha evaporado del primer disolvente.Se debe tener en cuenta la corrosin, y no utilizar materiales costosos para la construccin del equipo a utilizar.El costo: el disolvente que utilicemos debe ser poco costoso, porque por lo general perdemos gran parte del disolvente en el proceso, y as no realizaremos prdidas costosas de disolvente.Viscosidad: generalmente se utiliza ms la baja viscosidad debido a que dan ms rapidez a la absorcin.Miscelneos: El disolvente de ser posible no debe ser txico, as como tampoco debe ser inflamable, ni inestable qumicamente hablando. Es importante tambin que el punto de congelacin sea bajo.

2. Qu es la desorcin?La desorcin es la operacin inversa a la absorcin Es la operacin unitaria en la cual uno o ms componentes del lquido se transfieren al gas. Tambin puede conseguirse aumentando la temperatura.3. Qu es la adsorcin?El fenmeno de adsorcin es el proceso por el cual tomos o molculas de una sustancia que se encuentra en determinada fase, son retenidos en la superficie de otra sustancia, que se encuentra en otra fase. Como resultado de este proceso, se forma una capa de lquido o gas en la superficie de una sustancia slida o lquida.Si consideramos una superficie de un material en contacto con aire, los enlaces del material presentan discontinuidades, las cuales tendern espontneamente a formar enlaces con la atmsfera que lo rodea, siempre que el proceso sea energticamente favorable. Dicho de otra manera, si tenemos una superficie slida con nanoporos, estos poros sern capaces de retener gas de la atmsfera que lo rodea, gracias al fenmeno de adsorcin. Los nanoporos son los llamados centros activos del adsorbente, que tienen fuerzas de enlace entre sus tomos que no estn saturadas, de manera que admiten la adsorcin de tomos o molculas del gas que lo rodea.El mecanismo exacto del proceso de adsorcin depende de qu sustancias estn involucradas.La cantidad de material adsorbido depende de las tasas de adsorcin y desorcin de la sustancia, y del punto en el cual se alcance el equilibrio entre ambas. Cuanto mayor sea la adsorcin y menor se la desorcin, hallaremos mayor cantidad de material adsorbido en equilibrio.

Tipos de adsorcinPodemos diferenciar tres tipos de adsorcin, dependiendo de qu tipos de fuerzas existan entre el soluto y el adsorbente. Estas fuerzas pueden ser de tipo elctrico, de fuerzas de Van der Waals o de tipo qumico.Adsorcin por intercambio. En este proceso el soluto y el adsorbente se atraen por fuerzas electrostticas. Dicho de otra manera, los iones del soluto se concentran en la superficie del sorbente, que se halla cargada elctricamente con signo contrario a los iones del soluto. Si tenemos dos adsorbatos inicos iguales en varios factores, pero uno con mayor carga que otro, el de mayor carga ser el que se adsorbido. Para adsorbatos con igual carga, el tamao molecular es el que determina cul ser adsorbido.Adsorcin por fuerzas de Van der Waals. Tambin llamada adsorcin fsica o fisisorcin. En este tipo de adsorcin, el adsorbato no est fijo en la superficie del adsorbente, sino que tiene movilidad en la interfase. Ejemplo de este tipo de adsorcin es el de la mayora de las sustancias orgnicas en agua con carbn activado. En este tipo de adsorcin el adsorbato conserva su naturaleza qumica.Adsorcin qumica. Sucede cuando hay interaccin qumica entre adsorbato y adsorbente. Tambin llamada quimisorcin. La fuerza de la interaccin entre adsorbato y adsorbente es fuerte, casi como un enlace qumico. En este tipo de adsorcin el adsorbato sufre una transformacin, ms o menos intensa, de su naturaleza qumica.La mayora de los fenmenos de adsorcin son combinaciones de estos tres tipos de adsorcin, y muchas veces resulta difcil distinguir la fisisorcin de la quimisorcin.Una de las ms importantes aplicaciones del fenmeno de adsorcin a nivel industrial, es de la extraccin de humedad del aire comprimido. En este proceso se hace pasar el aire comprimido por un lecho de almina u otro material activo, que retiene las molculas de agua por adsorcin.

4. Define qu es la presin parcial de un gasLa presin parcial de un gas, en atmsferas, en una mezcla o solucin sera aproximadamente la presin de dicho gas si se eliminaran repentinamente todos los dems componentes de la mezcla o solucin y sin que hubiese variacin de temperatura. La presin parcial de un gas en una mezcla es la medida de la actividad termodinmica de las molculas de dicho gas y, por lo tanto, es proporcional a la temperatura y concentracin del mismo.La ley de Henry se puede usar para determinar la presin parcial de un gas en el seno de un fluido.

5. Define qu es una Fraccin molarLa fraccin molar es una unidad qumica usada para expresar la concentracin de soluto en una disolucin. Nos expresa la proporcin en que se encuentran los moles de soluto con respecto a los moles totales de solucin, que se calculan sumando los moles de soluto(s) y de disolvente. Para calcular la fraccin molar de una mezcla homognea, se emplea la siguiente expresin:

6. Enuncie la Ley de Henry y expresin matemticaEnuncia que a una temperatura constante, la cantidad de gas disuelta en un lquido es directamente proporcional a la presin parcial que ejerce ese gas sobre el lquido. Matemticamente se formula del siguiente modo:

Dnde: P es la presin parcial del gas. S es la concentracin del gas (solubilidad). Ks es la constante de Henry, que depende de la naturaleza del gas, la temperatura y el lquido.

7. Qu es el oxgeno disuelto?Es la cantidad de oxgeno en su forma diatmica disuelta en un fluido, por ejemplo el agua.

8. Calcula la concentracin terica del aire disuelta en agua usando el modelo de Henry.a. Con una presin atmosfrica de 0,76 atm y a una temperatura de 25 C