7/23/2019 Anlisis de una columna de absorcin de co2

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INSTITUTO TECNOLGICO

Laboratorio Integral III

PRACTICA # 4 ABSORCION

Objetivo

Estudiar la absorcin de CO2 en una columna, determinando la eficiencia de

absorcin de la misma.

Introduccin

Absorcin es la operacin unitaria que consiste en la separacin de uno omas componentes de una mezcla gaseosa con la ayuda de un solvente liquido conel cual forma solucin (un soluto A, o varios solutos, se absorben de la fasegaseosa y pasan a liquida) dando lugar a que reaccionen con l para dar un nuevocompuesto qumico.

A la operacin unitaria contraria al proceso de absorcin, se la conoce con elnombre de desorcin (stripping) y suele facilitarse mediante arrastre por un gasinerte.

Esta operacin se encuadra dentro de las operaciones de separacin portransferencia de materia, las cuales se basan en el fenmeno de difusin.

Se puede usar para la absorcin el mismo equipo que se usa en una destilacin,ya que las fases en contacto sern tambin un lquido y un gas. No obstante lascolumnas no necesitan caldern ni condensador de cabeza. El tipo de columnas

usadas pueden ser columnas de platos (contacto discontinuo o por etapas), o biencolumnas de relleno (contacto continuo). En ambos casos se emplea la fuerzagravitatoria para la circulacin del lquido y el gas en contracorriente.

Aparatos y Sustancias

! Columna de absorcin empacada

! Bala de CO2como manorreductor y llave de control de caudal

! pHmetro

! Cronometro

! Matraz erlenmeyer de 1L

! Probeta de 1000ml

! Embudo

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! NaOH (en lentejas)

Mtodo

Se prepara una disolucin diluida de hidrxido de sodio (0.25 M) pesando en un

granatario la cantidad necesaria de lentejas de NaOH para preparar 7L. Laslentejas de NaOH se introducen en un matraz aforado de un litro rellenndolohasta aproximadamente la mitad de su capacidad con agua. Se agita el matrazsuavemente mediante un movimiento circular para favorecer la disolucin delNaOH, una vez que se hayan disuelto del todo las lentejas de NaOH adicionar 15o 20 gotas de disolucin de fenoftaleina, completando el llenado del matraz conagua hasta el enrase. Posteriormente tapar el matraz e invertirlo tres o cuatroveces para que se homogenice la disolucin. Determnese el pH de la disolucinobtenida (el bulbo del electrodo de pH debe enjuagarse con agua despus decada medida, y reintroducirlo en su caperuza de proteccin la cual estar llena deagua) EN NINGN MOMENTO SE DEBE TOCAR EL BULBO DELELECTRODODE pH CON LAS MANOS.

Se procede a llenar la columna de absorcin con los 7L de la solucin. Se abre lallave general de la bala de CO2regulando aproximadamente a 5 L/hr.

Posteriormente se tomaran muestras por intervalos de tiempo de 1 min. y seregistrara el pH. En el momento en el que se dejen de realizar las medidas, secerrar la llave de la bala de CO2 y se abrir la llave de desage de la columna.

RESULTADOS Y DISCUSIONES

7Litros de disolucin de NaOH 0.25M

Peso de NaOH = 70 g pHinicial= 13.74

Regulacin del caudal:

Tiempo entre marcas = 1 min ! Q = 83.33 ml/min

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pH

0

3,5

7

10,5

14

1 2 3 4 5 6 7 8 9

pH

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Representacin grafica del pH frente al tiempo

TABLA DE VARIACIN DE PH CON EL TIEMPO

T (min) 0 1 2 3 4 5 6 7 8

CO2(moles) 0 83 167 250 333 417 500 583 667

pH 13.74 13.43 13.35 13.15 12.19 11.52 10.97 8.88 8.80

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Conclusin

Se nota que en el proceso se absorbe el CO2debido a la disminucion del pH o elaumento de acidez por cada determinado tiempo, y el cambio de tonalidad en la

solucion de NaOH al volverse mas acido cambia la tonalidad.La acidez es provocada por la absorcion del CO2.

A continuacin se muestran las reacciones qumicas que intervienen en laabsorcin de CO2.

! Cuando el CO2 se disuelve reacciona con el agua para dar cido carbnico(H2CO3) de acuerdo al siguiente equilibrio:

! Como cido dbil que es, se disocia parcialmente formando los ionescarbonato y bicarbonato, segn las siguientes reacciones:

! Siendo por tanto la reaccin del CO2absorbido con el NaOH en disolucin la

siguiente:

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Bibliografa

! C. J. Geankoplis, Procesos de Transportes y Operaciones Unitarias, 3 Edicion

! E. J. Henley-J. D. Seader, Operaciones de Separacion por Etapas de Equilibrioen Ingenieria Quimica.

! Warren L. McCabe, Operaciones Unitarias en Ingenieria Quimica, 4 Edicion.