Aplicación de la técnica de calorimetría de inmersión para estudiar las interacciones entre carbones activados modificados en presencia de agua y ciclohexano como solventes puros y soluciones de ácido benzoico en estos solventes

ilustraciones. diagramas, tablas

Autores:
Alape Rojas, Lyda Yomary
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2024
Institución:
Universidad Nacional de Colombia
Repositorio:
Universidad Nacional de Colombia
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unal.edu.co:unal/86625
Acceso en línea:
https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/86625
https://repositorio.unal.edu.co/
Palabra clave:
540 - Química y ciencias afines::547 - Química orgánica
660 - Ingeniería química::661 - Tecnología de químicos industriales
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ADHERENCIA
ADSORCION
CARBON ACTIVADO
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spelling Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacionalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Giraldo Gutiérrez, Liliana2e06ab89675c8eefeb27f5db86c4a5ccAlape Rojas, Lyda Yomary0ddff7415fb83a2ed6ecd2a91a254697Alape Rojas, Lyda2024-07-25T20:28:56Z2024-07-25T20:28:56Z2024https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/86625Universidad Nacional de ColombiaRepositorio Institucional Universidad Nacional de Colombiahttps://repositorio.unal.edu.co/ilustraciones. diagramas, tablasEn el presente trabajo se desarrolló una investigación sobre los conceptos más relevantes de los compuestos orgánicos con un anillo aromático y del proceso de adsorción. De este modo, se puede analizar el proceso de adsorción de un contaminante orgánico, como el ácido benzoico, mediante estos conceptos. Por ende, en la presente monografía se pueden estudiar los términos más relevantes de los compuesto orgánicos con funcionalidad aromática y de ácido carboxílico en el capítulo 1 y los conceptos determinantes para entender el proceso de adsorción en el capítulo 2, además, en el capítulo 3 se tiene como valor agregado la metodología de los ensayos (experimentación) del proceso de adsorción del ácido benzoico en agua y del ácido benzoico en ciclohexano, usando como adsorbente 3 diferentes carbones activados. Por consiguiente, el análisis de resultados de estos ensayos se puede encontrar en el capítulo 4, en este apartado se puede encontrar la aplicación de la espectroscopia UV para realizar curvas de calibración de la cantidad de ácido benzoico en una solución y por tanto determinar la cantidad adsorbida del compuesto una vez se pone en contacto con el carbón activado, también se realiza un análisis de las interacciones energéticas usando la técnica de calorimetría de inmersión. Finalmente, se pueden encontrar las conclusiones y recomendaciones en el capítulo 5. En concordancia con el presente trabajo, se puede aplicar la entalpía de inmersión para estudiar las magnitudes de las interacciones presentes en los sistemas de adsorción y encontrar una relación de este parámetro termodinámico con las propiedades texturales de los adsorbentes y con el estudio de las isotermas de adsorción (Texto tomado de la fuente).An investigation was done about the most relevant concepts in the field of adsorption and organic compounds with an aromatic ring. Thus, the pollutant adsorption process can be evaluated through these concepts. Therefore, at the present monograph the main terms of organic compound with a carboxylic acid and aromatic ring can be found in the first chapter and the transcendental concepts to understand the adsorption process can be studied in the second chapter, besides the present work has tests (experimentation) and their methodology can be found in the third chapter. At this chapter, one adsorption study was developed in the benzoic acid - water and benzoic acid - cyclohexane using three different activated carbons. Consequently, the results discussion can be analyzed in the fourth chapter, at this section the UV spectroscopy application was carried out to make the calibration curves to determine the adsorbed amount of benzoic acid in solution when the activated carbon is immersed, also the magnitude of interactions was analyzed by immersion calorimetry. Finally, the conclusions and recommendations can be read in the fifth chapter. In accordance with the present work, the scientific community can apply the immersion enthalpy to study the interactions magnitudes in the adsorption systems and find relations between this thermodynamic parameter with the adsorbents textural characteristics and the adsorption isotherms.MaestríaMagister en Ciencias QuímicaMETODOLOGÍA Objetivos del procedimiento a seguir Objetivo general: • Desarrollar la caracterización energética de los sistemas de adsorción formados por carbones activados modificados en agua y ciclohexano como solventes y soluciones de ácido benzoico en estos solventes, mediante calorimetría de inmersión. Objetivos específicos: • Evaluar la entalpía de inmersión de tres carbones activados en presencia de solventes (agua o ciclohexano) y soluciones (ácido benzoico en ciclohexano o ácido benzoico en agua). • Identificar la interacción entre soluciones de ácido benzoico, el ciclohexano y agua con carbones activados con diferentes propiedades fisicoquímicas. • Correlacionar la estructura de los carbones activados modificados con su capacidad para adsorber ácido benzoico en diferentes medios. • Comparar los adsorbentes analizados en la remoción de ácido benzoico, seleccionando los adsorbentes económicos, eficientes y ambientalmente amigables. • Estudiar los sistemas de adsorción mediante la aplicación de las isotermas de adsorción. Caracterización Calorimétrica Con la caracterización energética hallada mediante la aplicación de la calorimetría de inmersión se pueden estudiar las interacciones presentes entre los carbones activados modificados y las moléculas de interés: ácido benzoico, ciclohexano y agua. Además, la superficie de cada adsorbente debe ser analizada según el método de activación (química o térmica) y de esta manera evaluar la efectividad del proceso de activación y por último cada parámetro encontrado mediante la experimentación será correlacionado con cada sistema de adsorción. De este modo, se evaluará los factores fisicoquímicos y ambientales para seleccionar el mejor adsorbente, el cual puede ser potencialmente aplicado a escala industrial. Determinación de las entalpías de inmersión Para la caracterización calorimétrica se determinan las entalpías de inmersión de los sólidos porosos en diferentes líquidos de mojado: ciclohexano, agua y soluciones de ácido benzoico en un microcalorímetro de conducción de calor de construcción local que usa como sensores térmicos termopilas de materiales semiconductores y como depósito de calor un bloque de aluminio en el que se inserta una celda de acero inoxidable de 10 mL de capacidad en la que se colocan 10 mL del solvente a una temperatura de 298 K. Se pesan 0,100 g del carbón activado y se colocan en una ampolleta de vidrio (que consiste en un recipiente de vidrio de 2 mL con un fondo debilitado para asegurar su rompimiento en el momento de la inmersión del carbón activado en el solvente) dentro de la celda calorimétrica y se empieza a capturar el potencial eléctrico de salida de las termopilas por aproximadamente 10 minutos hasta obtener la línea base estable, se realiza la inmersión de la muestra, se registra el aumento de potencial producto del mojado del sólido, se continúa el registro del potencial eléctrico hasta que se regrese nuevamente a la línea base y se procede a realizar la calibración eléctrica.58 páginasapplication/pdfspaUniversidad Nacional de ColombiaBogotá - Ciencias - Maestría en Ciencias - QuímicaFacultad de CienciasBogotá, ColombiaUniversidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá540 - Química y ciencias afines::547 - Química orgánica660 - Ingeniería química::661 - Tecnología de químicos industrialesCOMPUESTOS AROMATICOSCOMPUESTOS ORGANICOSADHERENCIAADSORCIONCARBON ACTIVADOAromatic compoundsOrganic compoundsAdhesionAdsorptionCarbon, activatedCalorimetría de inmersiónEntalpía de inmersiónIsotermas de adsorciónImmersion calorimetryImmersion enthalpyAdsorption isothermsAplicación de la técnica de calorimetría de inmersión para estudiar las interacciones entre carbones activados modificados en presencia de agua y ciclohexano como solventes puros y soluciones de ácido benzoico en estos solventesApplication of the immersion calorimetry technique to study the interactions between modified activated carbons in the presence of water and cyclohexane as pure solvents and solutions of benzoic acid in these solventsTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TME. 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