MONTAJE DEL MÉTODO ANALÍTICO BOEHM, PARA LA …
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1 MONTAJE DEL MÉTODO ANALÍTICO BOEHM, PARA LA DETERMINACIÓN DE LA QUÍMICA SUPERFICIAL EN SOLIDOS POROSOS Y APLICACIÓN EN EL ESTUDIO DE CARBONES ACTIVADOS OBTENIDOS A PARTIR DE CÁSCARA DE MANGOSTINO ANGIE MILENA RIVERA PRIETO CRISTIAN DANIEL LEÓN CORREDOR OSCAR ALEJANDRO VILLALBA BAREÑO TRABAJO PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL DIRECTOR: Dr. RAFAEL ALBERTO FONSECA CORREA UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C. 2021
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MONTAJE DEL MÉTODO ANALÍTICO BOEHM, PARA LA DETERMINACIÓN
DE LA QUÍMICA SUPERFICIAL EN SOLIDOS POROSOS Y APLICACIÓN EN EL
ESTUDIO DE CARBONES ACTIVADOS OBTENIDOS A PARTIR DE CÁSCARA DE
MANGOSTINO
ANGIE MILENA RIVERA PRIETO
CRISTIAN DANIEL LEÓN CORREDOR
OSCAR ALEJANDRO VILLALBA BAREÑO
TRABAJO PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL
DIRECTOR:
Dr. RAFAEL ALBERTO FONSECA CORREA
UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D.C.
2021
2
NOTA DE ACEPTACIÓN
Una vez realizada la revisión metodológica y
técnica del documento final de proyecto de grado,
doy constancia de que el (los) estudiante (s) ha
cumplido a cabalidad con los objetivos propuestos,
cumple a cabalidad con los Lineamientos de Opción
de Grado vigentes del programa de Ingeniería Civil
y con las leyes de derechos de autor de la República
de Colombia, por tanto, se encuentra(n)
preparado(s) para la defensa del mismo ante un
jurado evaluador que considere idóneo el Comité de
Investigaciones del Programa de Ingeniería Civil de
la Universidad Piloto de Colombia.
Dr Rafael Alberto Fonseca Correa
Director del Proyecto
3
CRISTIAN DANIEL LEÓN CORREDOR
INTEGRANTES
ANGIE MILENA RIVERA PRIETO
Estudiante de Ingeniería Civil
Estudiante de Ingeniería Civil
OSCAR ALEJANDRO VILLALBA BAREÑO
Estudiante de Ingeniería Civil
4
CONTENIDO
NOTA DE ACEPTACIÓN ........................................................................................................... 2
1 GLOSARIO ................................................................................................................................ 8
2 RESUMEN ............................................................................................................................... 10
3 ABSTRACT ............................................................................................................................. 12
4 AGRADECIMIENTOS ........................................................................................................... 13
5 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................... 14
6 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN ............................................................................................... 15
7 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................................. 16
8 JUSTIFICACIÓN..................................................................................................................... 17
9 ANTECEDENTES ................................................................................................................... 18
10 OBJETIVOS........................................................................................................................... 20
10.1 Objetivo general ...................................................................................................... 20
10.2 Objetivos específicos .............................................................................................. 20
11 MARCO TEÓRICO ............................................................................................................... 21
11.1 Mangostino ............................................................................................................. 21
11.2 Carbón activado ...................................................................................................... 21
11.3 Tipos de Carbón Activado ...................................................................................... 23
11.4 Fabricación del carbón activado ............................................................................. 24
11.4.1 Activación Física ..................................................................................................... 25
11.4.2 Activación Química ................................................................................................ 26
11.5 Estructura del carbón activado ................................................................................ 26
11.6 Adsorción en el carbón activado ............................................................................. 29
11.7 Química superficial de carbones activados ............................................................. 29
11.8 Grupos funcionales superficiales ............................................................................ 32
11.9 Metodología Boehm................................................................................................ 33
12 MARCO LEGAL ................................................................................................................... 35
13 METODOLOGÍA .................................................................................................................. 36
13.1 Fase 1 – Reactivos y cantidades .............................................................................. 36
13.1.1 Diagrama de flujo - Fase I ..................................................................................... 38
5
13.2 Fase 2 – Preparación de soluciones ........................................................................ 39
13.2.1 Procedimiento ........................................................................................................ 39
13.2.2 Diagrama de flujo - Fase II .................................................................................... 43
13.3 Fase 3 – Titular Soluciones ..................................................................................... 44
13.3.1 Procedimiento ........................................................................................................ 44
13.3.2 Diagrama de flujo - Fase III ................................................................................... 47
13.4 Fase 4 – Suspensión del carbón en muestras de 50 mL .......................................... 48
13.4.1 Procedimiento ........................................................................................................ 48
13.4.2 Diagrama de flujo - Fase IV .................................................................................. 51
13.5 Fase 5 - Titulación de muestras de 10 mL .............................................................. 52
13.5.1 Procedimiento ........................................................................................................ 52
13.5.2 Diagrama de flujo - Fase V .................................................................................... 54
14 ANÁLISIS y RESULTADOS ................................................................................................ 55
15 CONCLUSIONES ................................................................................................................. 67
16 RECOMENDACIONES ........................................................................................................ 69
17 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................... 71
LISTA DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1. Mangostino (Ortega, 2017) ................................................................................ 21
Ilustración 2. Carbón Activado Pulverizado. (ISPRO, 2021) .................................................. 23
Ilustración 3. Carbón Activado Granular. (Tepsuttinun, 2020) ............................................... 24
Ilustración 4. Horno Rotatorio para fabricación del carbón activado. (Hengyi, 2021) ............ 25
Ilustración 5. Proceso de un horno rotatorio. (Salazar, 2016) .................................................. 25
Ilustración 6. Modelo esquemático de la estructura del carbón activado (H & Rodríguez-
Reinoso, 2005) .............................................................................................................................. 27
Ilustración 7. Grupos superficiales de oxígeno en un carbón activado. (J.L., 2010) ............... 28
Ilustración 8. Estructura (1) Carboxilo (2) Lactona (H.P, Surface oxides on carbon and their
analysis: a critical assessment, (2002)) ......................................................................................... 31
Ilustración 9. Estructura de la pirona (H.P., 2001) ................................................................... 32
6
Ilustración 10. Estructuras de los grupos funcionales oxigenados. (Boehm, 1994) ................. 33
Ilustración 11. Metodología titulación Boehm. Fuente propia. ............................................... 34
Ilustración 12. Procedimiento de laboratorio - Fase I. Fuente propia ...................................... 38
Ilustración 13. Pesaje del reactivo carbonato de sodio. Fuente propia. ................................... 40
Ilustración 14. Pesaje del Hidrogenocarbonato de sodio. Fuente propia ................................. 40
Ilustración 15. Pesaje hidróxido de sodio. Fuente propia ........................................................ 41
Ilustración 16. Soluciones NaOH, HCl, Na2CO3 y NaHCO3 aforados a 1 litro. Fuente propia. ....................................................................................................................................................... 42
Ilustración 17. Procedimiento de laboratorio - Fase II. Fuente propia ..................................... 43
Ilustración 18. Titulación de Biftalato de potasio con NaOH. Fuente propia .......................... 45
Ilustración 19. Preparación de NaOH para titular con HCl. Fuente propia ............................. 46
Ilustración 20. Hidrogenocarbonato de sodio balanceado con HCl. Fuente propia ................. 46
Ilustración 21. Procedimiento de laboratorio - Fase III. Fuente propia ................................... 47
Ilustración 22. Toma de nueve alícuotas con 50 mL de HCl. Fuente propia. .......................... 49
Ilustración 23. Alícuotas almacenadas, selladas y rotuladas. Fuente propia ........................... 50
Ilustración 24. Procedimiento de laboratorio - Fase IV. Fuente propia ................................... 51
Ilustración 25. Solución de NaOH con indicador listo para titular con HCl ............................ 53
Ilustración 26. Procedimiento de laboratorio - Fase V. Fuente propia .................................... 54
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Materiales de laboratorio para Fase 2 ........................................................................ 39
Tabla 2. Materiales de laboratorio para Fase 3 ........................................................................ 44
Tabla 3. Materiales de laboratorio para Fase 4. ....................................................................... 48
Tabla 4. Materiales de laboratorio para Fase 5 ........................................................................ 52
Tabla 5. Resultados laboratorio Fase III .................................................................................. 55
7
Tabla 6. Soluciones estandarizadas .......................................................................................... 59
Tabla 7. Pesos y volúmenes gastados del agente titulante para el carbón de carácter ácido .... 59
Tabla 8. Pesos y volúmenes gastados del agente titulante para el carbón de carácter físico ... 60
Tabla 9. Pesos y volúmenes gastados del agente titulante para el carbón de carácter alcalino 60
Tabla 10. Descarte de titulaciones aisladas – Carbón de carácter ácido .................................. 61
Tabla 11. Descarte de titulaciones aisladas – Carbón de carácter físico .................................. 62
Tabla 12. Descarte de titulaciones aisladas - Carbón de carácter alcalino ............................... 62
Tabla 13. Resumen de mmol/g concentración según tipo de grupo superficial / gr de carbón 63
Tabla 14. Cálculo de grupos superficiales presentes en el carbón activado de carácter ácido 64
Tabla 15. Cálculo de grupos superficiales presentes en el carbón activado de carácter físico 65
Tabla 16. Cálculo de grupos superficiales presentes en el carbón activado de carácter alcalino
....................................................................................................................................................... 66
8
1 GLOSARIO
• Sólidos porosos: Son materiales usados como adsorbentes, separación de compuestos,
filtración de líquidos y como catalizadores, los sólidos porosos tienen diversas
composiciones los cuales tienen en común su estructura porosa y accesible dicha
estructura permite la acumulación de partículas en su interior.
• Adsorción: es un proceso mediante el cual se utiliza un sólido (carbón activado) el cual
atrae hacia su superficie una sustancia soluble en un líquido determinado eliminando de
la misma la sustancia no deseada.
• Acidez: Sustancia orgánica o inorgánica que contiene hidrogeno junto con un elemento
no-metal y que produce hidrógenos al diluirse con el agua.
• Base: Se refiere a una sustancia que al encontrarse en una disolución acuosa libera iones
hidroxilo proporcionando así un aumento en sus propiedades alcalinas.
• Alcalinidad: Capacidad del agua para neutralizar ácidos, la alcalinidad indica la
cantidad de cambio que ocurrirá en el pH con la adición de cantidades moderadas de
ácido.
• Biftalato de potasio: Es un compuesto químico, sólido, de color blanco, soluble. Es
utilizado como patrón primario para estandarizar soluciones en las titulaciones ácido-
base
• Hidróxido de sodio: Sustancia incolora o blanca (en trozos) cuya fórmula química es
NaOH, es una sustancia altamente versátil que se utiliza en la fabricación de jabones,
adicionalmente se usa para controlar la acidez del agua en las plantas de tratamiento.
• Hidrogenocarbonato de sodio: Es un compuesto blanco sólido cristalino cuya fórmula
9
química es NaHCO₃. Es un compuesto soluble en agua y que en presencia de ácido se
descompone formando dióxido de carbono (CO2) y agua, lo cual le confiere la capacidad
de neutralizar ácidos.
• Carbonato de sodio: Es una sal blanca y translúcida, muy alcalina, cuya fórmula
química es Na2CO3. Es una sustancia natural procedente de un mineral llamado trona.
Es usada desde hace cientos de años en la fabricación de jabón, vidrio y tintes.
• Ácido clorhídrico: Es una disolución acuosa del gas cloruro de hidrógeno (HCl). Es
muy corrosivo y ácido. Se emplea comúnmente como reactivo químico y se trata de un
ácido fuerte que se disocia completamente en disolución acuosa.
• Filtro: Sistema fabricado para retener partículas y depurar un fluido que lo atraviesa.
• pH: Es una medida de acidez o alcalinidad que indica la cantidad de hidrogeno presente
en una solución o sustancia principalmente en el agua
• Turbiedad: Es una medida de la transparencia de un líquido y el agua potable, es uno
de los indicadores más importantes en la potabilización del agua ya que determina la
presencia de sólidos en suspensión.
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2 RESUMEN
En los últimos años se han realizado varios estudios e investigaciones de cada una de las
propiedades de los diferentes tipos carbón activado, en pro de usarlo como un producto
descontaminante para el agua, en las plantas de tratamiento de agua potable (PTAP)
principalmente, ya que los tratamientos empleados son diferentes dependiendo de cada una de las
propiedades fisicoquímicas y que además cada uno de esos tratamientos son costosos. Es por esto
que, se decide implementar un montaje de la técnica analítica del método Boehm en los
laboratorios de calidad de aguas de la Universidad Piloto, para determinar la química superficial
de los sólidos porosos y características favorables que se puedan presentar en carbones activados
obtenidos a partir de la cascara de mangostino dándole así un aprovechamiento a este residuo
lignocelulósico e implementado como tratamiento en las PTAP.
Se usaron tres tipos de carbones producidos a partir de la cascara de mangostino, como lo son:
2 obtenidos con activación química; uno con ácido fosfórico y el otro con Soda Caustica, y el
ultimo obtenido por activación física, implementados en la Universidad Piloto de Colombia.
Inicialmente, se impregna 0.5 g de carbón activado en cada una de las soluciones para estudiar los
grupos superficiales, donde se utilizaron: el Hidróxido de Sodio (NaOH) que neutraliza los grupos
fenólicos, el Carbonato de Sodio (Na2CO3) que cuantifica las lactonas, el Bicarbonato de Sodio
(NaHCO3) que cuantifica los carboxilos y el Ácido Clorhídrico (HCl) que determinan la
alcalinidad total y grupos como pironas y cromenos. Una vez que se realiza la impregnación de
cada muestra, se toma una alícuota de 10 ml de cada solución para la valoración que se hace por
triplicado para cada muestra lo que genera un total de 108 titulaciones realizadas en todo el
experimento.
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Luego se procede hacer un método estadístico y analítico para determinar la concentración real
de cada muestra. Para así, obtener los resultados e identificar la caracterización química de los
grupos superficiales de oxígeno de las tres muestras de carbón activado, determinando cuál es el
espectro de usos óptimos en los que se puede aprovechar dichos carbones en las plantas de
Tratamiento de Agua Potable.
Palabras Clave: Cascara de Mangostino, Carbón activado, química superficial, Método Boehm.
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3 ABSTRACT
In recent years, several studies and investigations have been carried out on each of the properties
of the different types of activated carbon, in favor of using it as a decontaminating product for
water, mainly in drinking water treatment plants (PTAP), since that the treatments used are
different depending on each one of the physicochemical properties and that each of these
treatments are also expensive. For this reason, it was decided to implement an assembly of the
analytical technique of the Boehm method in the water quality laboratories of the Pilot University,
to determine the surface chemistry of porous solids and favorable characteristics that may occur
in activated carbons obtained from starting from the mangosteen peel, thus making use of this
lignocellulosic residue and implemented as a treatment in the PTAP.
Three types of charcoal produced from the mangosteen peel were used, such as: two obtained
with chemical activation; one with phosphoric acid and the other with Caustic Soda, and the last
one obtained by physical activation, implemented in the Pilot University of Colombia. Initially,
0.5 g of activated carbon is impregnated in each of the solutions to study the surface groups, where
they were used: Sodium Hydroxide (NaOH) that neutralizes phenolic groups, Sodium Carbonate
(Na2CO3) that quantifies lactones, Sodium Bicarbonate (NaHCO3) that quantifies carboxyls and
Hydrochloric Acid (HCl) that determines total alkalinity and groups such as pyrones and
chromenes. Once the impregnation of each sample is carried out, a 10 ml aliquot of each solution
is taken for the titration that is done in triplicate for each sample, which generates a total of 108
titrations carried out throughout the experiment.
Then a statistical and analytical method is carried out to determine the real concentration of
each sample. In order to do so, obtain the results and identify the chemical characterization of the
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surface oxygen groups of the three activated carbon samples, determining which is the spectrum
of optimal uses in which said carbons can be used in the Drinking Water Treatment plants.
Keywords: mangosteen shell, activated carbon, surface chemistry, Boehm method.
4 AGRADECIMIENTOS
A la Universidad Piloto de Colombia, donde realizamos nuestros estudios de pregrado y
adquirimos las bases en diferentes áreas aplicadas a la Ingeniería Civil, así mismo nos impulsó a
generar una herramienta de investigación para realizar esta tesis de grado, continuando con
trabajos de investigación, anteriormente realizados.
Agradecemos a Dios y a nuestras familias por ser el motor de cada uno de nosotros y ser el
apoyo incondicional para poder formarnos como personas y como profesionales, siendo una
motivación para lograr todas nuestras metas.
Es muy gratificante haber tenido el apoyo del Doctor Rafael Fonseca, que estuvo presente todo
el tiempo en la evolución y posterior desarrollo de este proyecto de grado, más que una labor de
tutoría emprendió una labor educativa, se encargó de sacar lo mejor de cada uno de nosotros,
resaltando nuestras habilidades para lograr los objetivos de esta investigación.
14
5 INTRODUCCIÓN
En la actualidad existen diversos tipos de plantas de tratamiento de agua potable, clasificándose
según las tecnologías y procesos de tratamiento que utilicen, como lo son las: PTAP
convencionales, PTAP compactadas, PTAP de filtro lento, PTAP de tratamiento modular.
Teniendo en cuenta que cada una de estas debe cumplir con los máximos aceptables de los
parámetros fisicoquímicos de la resolución 2115 del 2007 para obtener un producto apto para el
consumo humano.
Por otra parte, algunos de estos sistemas debido a la baja calidad de las aguas a tratar y a los
altos niveles de sólidos y metales pesado presentes en el líquido muestran deficiencias en las aguas
ya tratadas, como lo es el caso de la planta de tratamiento del acueducto de ACUALCOS ubicada
en la localidad de Chapinero al oriente de Bogotá DC, ya que, Según la secretaria Distrital de
salud de Bogotá “el acueducto ACUALCOS durante el año 2014 suministro solo el 40% de agua
sin riesgo alguno, el 60% restante se encontró en un riesgo medio o alto afectando a la población
que la consume”(alcaldía mayor de Bogotá 2014). Por esta razón, un grupo de estudiantes de la
Universidad Piloto de Colombia por medio de su tesis de grado “Obtención De Carbón Activado
A Partir De Cáscara De Mangostino Para Ser Utilizado En La Retención De Al3+ En Aguas
Potables” (Rodríguez, Leiton, Vélez 2019), propone la implementación de filtros de carbón
activado hechos a partir de cascara de mangostino, para con ello retener el aluminio presente en el
agua que proporciona el acueducto.
La filtración de agua cruda con el uso de carbón activado ha tomado fuerza en los últimos
tiempos ya que este material cuenta con grandes características de adsorción gracias a su gran área
superficial y alto grado de porosidad, teniendo así la capacidad de retener impurezas presentes en
15
el líquido, por otra parte, esto carbones están fabricados a partir de diferentes compuestos
orgánicos tales como la cáscara de coco, cáscara de naranja, cáscara de mangostino, la tuza de
maíz, la madera y carbón mineral entre otros. La activación de estos carbones puede darse tanto
química como físicamente y dependiendo del proceso de activación se le otorgara la cualidad de
adsorber un material específico.
Con la presente investigación, se realizó el planteamiento del método analítico de la química
superficial de carbones activados hechos a partir de cascará de mangostino por medio de la
metodología analítica Boehm, en la cual a partir de tres tipos de carbón activado con la diferencia
entre ellos de su método de activación, el primero por activación física, el segundo por activación
química y por ultimo activación alcalina, de las cuales se titularon 108 muestras para la
determinación de las características fisicoquímicas de los distintos carbones y con ello establecer
cuál podría ser el uso y aplicación de dichos materiales en plantas de tratamiento u otros procesos
de descontaminación.
6 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN
• Grupo de investigación: GUÍAS.
• Línea de Investigación Institucional: Hábitat, biodiversidad y tecnologías sostenibles –
HBTS.
• Línea de Investigación del programa: Sostenibilidad de la Infraestructura.
• Línea de Investigación grupo de Investigación: Gestión y tecnologías del agua.
• Nombre del semillero de Investigación: Gestión de la Infraestructura para el desarrollo.
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7 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El carbón activado es un compuesto de origen vegetal o mineral rico en carbono, el cual tiene
un amplio uso a nivel de tratamiento de aguas, filtración de toxinas, adsorción de metales pesados
disueltos en agua, gases contaminantes en el ambiente, catalizador de diversos usos como la
combustión completa y productos de belleza. Debido a su elevada porosidad y alta área superficial,
tiene la capacidad de retener distintos elementos en su estructura. El carbón activado se puede
obtener de distintos materiales, los más comunes son fabricados a partir de: cortezas de almendras,
cáscara de coco, turba, petróleo, brea, polímeros, nueces, carbón mineral, palmeras u otras maderas
o residuos lignocelulósicos, entre otros.
El proceso de activación de un carbón, que es el desarrollo y aumento de su porosidad, se puede
llevar a cabo ya sea por activación química o física, de tal manera que tanto el material base como
el método de activación determinará su área superficial, estructura química, porosidad y de igual
forma se podrá determinar su uso.
Con base en el estudio de la investigación realizada en la Universidad Piloto de Colombia,
acerca de la obtención de carbón activado a partir de cáscara del mangostino, para ser utilizado en
la retención de Al3+ en aguas potables en la planta de tratamiento de agua potable ACUALCOS,
surge la necesidad de hacer la caracterización de la química superficial del carbón activado
obtenido, debido a que esta propiedad juega un papel fundamental en la adsorción de iones
metálicos desde solución acuosa, generando así interacciones específicas entre los grupos
superficiales del carbón y las especies disueltas que se desean retener. Se hace necesario aportar
en el conocimiento y la caracterización de los carbones activados obtenidos en investigaciones
previas. Con base en lo anterior surge la problemática de ¿cómo caracterizar la química superficial
17
por el método Boehm de los carbones activados obtenidos a partir de cáscara de mangostino en la
Universidad Piloto de Colombia en el programa de Ingeniería Civil, para que puedan ser utilizado
en la planta de tratamiento de ACUALCOS, o en otros acueductos y de cómo esto aporta al
conocimiento de este tipo de materiales para determinar si es posible aplicarlos a otros usos en
procesos de descontaminación?
8 JUSTIFICACIÓN
En la actualidad, gran parte de las investigaciones están enfocadas en desarrollar técnicas para
optimizar de manera eficaz los recursos de acuerdo con su uso ideal para el beneficio humano,
contribuyendo al mejoramiento de la calidad de vida y actividades productivas en diferentes
sectores, que, en este caso, por medio del precursor, la cáscara de mangostino se produce carbón
activado que cuenta con la capacidad de lograr resultados positivos en el tratamiento de aguas
debido a su alto grado de porosidad. Con la caracterización detallada de su química superficial por
medio del método de titulación Boehm, se logrará conocer su potencial de adsorción, puesto que
carbones preparados por diferentes métodos llegan a presentar distintas características adsorbentes.
Estas características, en un futuro pueden ser aplicadas a soluciones de casos determinados en el
ámbito de la potabilización del agua, entre más se conozcan las propiedades de dichos materiales,
su espectro de aplicaciones es más amplio.
Según los estudios realizados en la tesis “Obtención de Carbón Activado a partir de Cáscara de
Mangostino para ser utilizado en La Retención de Al3+ en Aguas Potables” se fabricó tres tipos
de carbón activado, de carácter ácido, físico, alcalino y se realizaron ensayos de laboratorio en la
Universidad Piloto de Colombia con muestras de agua y los diferentes carbones activados, donde
se obtuvieron resultados óptimos, indicando que las sustancias más acidas tenían un pH variable
18
entre 4.0 y 6.0 y las sustancias básicas varían entre el pH 7.0 – 10.0 por ende, este retenía más
Aluminio, teniendo un equilibrio en sus características físico-químicas, para así, lograr que el agua
llegara a niveles aptos para el consumo humano y que además cumpliera con todas las
especificaciones que rigen según la normatividad de la Resolución RAS 0330 del 2017 y de la
Resolución 2115 del 2007.
La visión general de este documento es dar una caracterización detallada al carbón activado
obtenido a partir de la cascara de mangostino, para así, generar una herramienta que relacionada
con la tecnología sea más eficiente y económica, para que sea implementada en las diferentes
plantas de tratamiento de agua potable (PTAP) y que al momento de ser tratadas se utilice el tipo
de carbón activado adecuado, cumpliendo con los estándares anteriormente mencionados y
económicamente sea más sustentable y accesible para los que no cuentan con estos recursos y en
las comunidades pequeñas marginadas tanto social como económicamente en Colombia.
9 ANTECEDENTES
El Ministerio de Ambiente calcula que más del cincuenta por ciento de los recursos hídricos en
Colombia tienen deficiencias en su calidad debido a la contaminación de sus ríos y paramos, dichos
contaminantes tienen diversos orígenes como lo son los sectores industriales, agropecuario y las
aguas domésticas, generando así alrededor 9 mil toneladas de materia orgánica contaminante en
los acuíferos. Esta afectación a las fuentes hídricas puede generar riesgos en la salud humana y por
esta razón se hace necesario el tratamiento para la potabilización de esta.
Por otra parte, las plantas de tratamiento son las encargadas de garantizar la potabilización del
agua para el consumo humano teniendo en cuenta que el líquido debe cumplir con las
características y rangos establecidos por la Resolución 2115 de 2007, de esta manera existen
19
diversos métodos para su purificación en plantas de tratamiento como lo son la coagulación,
floculación, filtración y decantación de sólidos, adicionalmente, se requiere la eliminación de
químicos y metales pesados disueltos en el agua ya sea por medio de la adición de químicos o el
uso de filtros de carbón activado orgánico.
En la planta de tratamiento del acueducto de ACUALCOS se dispone de un sistema de
tratamiento continuo con varias operaciones unitarias, en donde para el sistema de
coagulación/floculación se utiliza Sulfato de Aluminio (Al2(SO4)3) de esta manera el servicio de
agua potable que brinda dicha planta podría tener la presencia de residuos de Al3+ riesgoso para
la salud humana, debido a ello un grupo de estudiantes de la Universidad Piloto de Colombia
realizaron la propuesta mediante su tesis de grado “OBTENCIÓN DE CARBÓN ACTIVADO A
PARTIR DE CÁSCARA DE MANGOSTINO PARA SER UTILIZADO EN LA RETENCIÓN
DE Al3+ EN AGUAS POTABLES”, en la cual se habla acerca de cómo implementar un sistema
de filtración y potabilización con el uso de carbón activado hecho a partir de cascara de
mangostino.
20
10 OBJETIVOS
10.1 Objetivo general
Realizar el montaje de la técnica analítica del método analítico Boehm, para la determinación
de la química superficial en solidos porosos y la aplicación en el estudio de carbones activados
obtenidos a partir de cáscara de mangostino.
10.2 Objetivos específicos
• Implementar en el laboratorio la técnica analítica de Boehm, mediante la preparación
y estandarización de los reactivos y la adaptación de los materiales y equipos
requeridos para la realización de dicha técnica.
• Realizar los ensayos fisicoquímicos con la técnica Boehm sobre tres carbones
activados obtenidos a partir de la cascara de mangostino realizado en la Universidad
Piloto de Colombia en el programa de Ingeniería Civil.
• Realizar los cálculos respectivos y obtener los resultados para lograr la caracterización
química de los grupos superficiales de las tres muestras de carbón activado.
• Interpretar los resultados obtenidos para proponer un posible uso y aplicación de las
muestras estudiadas, determinando cuál es el espectro de usos óptimos en los que se
puede aprovechar dichos carbones, teniendo en cuenta las necesidades que requiere la
planta de tratamiento ACUALCOS.
21
11 MARCO TEÓRICO
11.1 Mangostino
Es una fruta de origen asiático conocida como Garcinia Mangostana Linn (Infoagro, 2015) y
en Colombia es reconocida como Mangostino, con una producción aproximada de 1000 ton en el
año y está contiene 65% de pulpa y 35% de semilla y cascara. Está compuesta de epicarpio, es
decir de propiedades biológicas, como antioxidantes, bactericidas, antinflamatorios, entre otros.
Teniendo un gran potencial industrial dándole distintos usos como; alimenticios, farmacéuticos,
biofertilizantes entre otros. (Moreno, 2019) y a su vez, en la actualidad buscan el aprovechamiento
total del fruto, utilizando el residuo, la cascara de mangostino, para la producción de carbón
activado.
Ilustración 1. Mangostino (Ortega, 2017)
11.2 Carbón activado
El carbón activado es utilizado por la gran variedad de multiusos que se le pueden dar, debido
a las propiedades que lo contienen y en este caso es uno de los que se utilizan últimamente con
mayor frecuencia para el tratamiento de aguas. Debido a que el carbón activado es un conjunto de
22
carbones porosos donde se someten a diferentes procesos y se caracterizan por su gran área
superficial y el alto grado de porosidad que puede tener, especialmente en los procesos de catálisis
y de adsorción. El carbón activado se produce utilizando precursores tales como: la cáscara de
coco, cáscara de naranja, cáscara de mangostino, la tuza de maíz, la madera, carbón mineral, es
decir, se utiliza cualquier material que tenga gran contenido de carbono y una baja proporción de
material inorgánico. En este caso el carbón activado es usado frecuentemente porque remueve una
gran cantidad de contaminantes orgánicos debido a su alta porosidad, área superficial, química
superficial, dependiendo del método de activación y del material lignocelulósico que se emplee.
En el proceso de adsorción en el carbón activado, se hace su respectivo análisis sabiendo que
los átomos en la superficie de un sólido retienen y atraen moléculas de otros compuestos “Fuerzas
de Van Der Waals”, es por esto, que la química superficial es de suma importancia respecto a las
propiedades de adsorción de gases en presencia de humedad, quiere decir, que las moléculas
apolares orgánicas se adsorben con respecto a las moléculas polares como el agua. Adicional, la
presencia de hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, también forman parte de los grupos funcionales que
se encuentran en la superficie del carbón. (Wu. Y, 2008)
En la superficie del carbón se encuentran los diferentes heteroátomos dependiendo del precursor
empleado, del método de activación y de los procesos que se le realicen, estos grupos superficiales
de oxígeno se forman donde ya no haya enlaces de carbono - carbono.
Por otra parte, en la fase liquida entre las aplicaciones del carbón activado, en el tratamiento de
aguas, tanto naturales; contaminadas por compuestos artificiales, naturales, orgánicos, virus,
bacterias También, aguas residuales y agua potable. Que en este caso uno de los compuestos
artificiales más presentes en el agua potable son los trihalometanos, utilizado para el tratamiento
23
de desinfección con cloro. Estos compuestos son puestos en la última etapa de pulido del aguan
antes de pasar al consumidor. (Fonseca, Preparación De Materiales Porosos, Carbonosos y
Ceramicos, para La Adsorcion de Ni2+ y Cr3+ Desde Solucion Acuosa, 2012).
Habitualmente para los casos de tratamiento de aguas potables es más utilizado el carbón
granular puesto que es más fácil de regenerar y también es usado para el tratamiento de aguas
residuales debido a que se debe implementar más tratados de este tipo. En cambio, el carbón de
polvo se emplea para casos muy puntuales de descontaminarse en un lapso rápido. (Fonseca,
Preparación De Materiales Porosos, Carbonosos y Ceramicos, para La Adsorcion de Ni2+ y Cr3+
Desde Solucion Acuosa, 2012).
11.3 Tipos de Carbón Activado
• Carbón Activado Pulverizado
Este tipo de carbón posee tamaños entre 140 a 200 mallas ASTM. Tienen un alto contenido de
porosidad y son usados como decolorantes, debido a su estructura definida, relativamente blandos.
Ilustración 2. Carbón Activado Pulverizado. (ISPRO, 2021)
• Carbón Activado Granular
Para la producción del carbón activado tiene un proceso físico químico posterior: lavado con vapor
24
sobrecalentado para lixiviar los compuestos solubles. Solventes para eliminar las grasas. Lavados
ácidos para disolver metales y otros elementos poco solubles como metales pesados, hierro, calcio,
y otros. Y por último se calienta de nuevo sin presencia de oxígeno para eliminar los residuos
volátiles de las sustancias de lavado que han quedado dentro de sus poros. (Caracela Yucra, 2017)
El tamaño mínimo es de 4mm de diámetro, tienen forma irregular y son producto de triturado y
cribado. Este tipo de carbón es implementado para procesos de purificación del agua, eliminado
todo tipo de sustancias orgánicas.
Ilustración 3. Carbón Activado Granular. (Tepsuttinun, 2020)
11.4 Fabricación del carbón activado
El carbón activado se fabrica a partir de precursores lignocelulósicos, esto hace que tengan varias
diferencias dependiendo del material que se utilice. uno de los factores importantes es la densidad que ayuda
con las propiedades mecánicas del carbón, también el elevado contenido de materia volátil ahorra energía
en su fabricación y genera un mejor proceso de activación, por otro lado, los materiales de baja densidad
conducen a carbones con alto volumen de poros. Pero estos dos procesos durante la carbonización se pueden
modificar para obtener el uso que se le quiere dar. Existen dos procesos de fabricación, activación Física
(térmica) y Activación Química.
25
Ilustración 4. Horno Rotatorio para fabricación del carbón activado. (Hengyi, 2021)
Ilustración 5. Proceso de un horno rotatorio. (Salazar, 2016)
11.4.1 Activación Física
Por medio de la pirolisis (carbonización) del precursor y gasificación controlada, se
produce la eliminación de todo tipo de especies atómicas diferentes al carbono, produciendo una
estructura porosa. Por medo de hornos rotatorios o de solera múltiple con un mínimo de
temperatura de 500-600°C, generando un Carbón más desorganizado, generando que la capacidad
adsorbente del material carbonizado sea muy baja, y para que aumente debe ser controlada con
26
vapor de agua o dióxido de carbono. La carbonización deber ir seguida del proceso de activación
de gases oxidantes entre 800 y 1000°C, donde elimina el carbón desorganizado y desarrolla la
porosidad incipiente del carbonizado. (Fonseca, Preparación de los Materiales Porosos,
Carbonosos y Ceramicos, para la Adsorción de Ni2+ y Cr3+ desde Solucion Acuosa, 2012)
11.4.2 Activación Química
Se lleva un tratamiento térmico entre 400 – 800°C del precursor carbonosos con un agente
activador que puede ser: Cloruro de Zinc (ZnCl2), Hidróxido de Potasio (KOH), Ácido Fosfórico
(H3PO4) y Sulfuro de potasio. Se calienta por medio del horno rotatorio durante varias horas, luego
se lava y se separa del agente activador. (Fonseca, Preparación De Materiales Porosos, Carbonosos
y Ceramicos, para La Adsorcion de Ni2+ y Cr3+ Desde Solucion Acuosa, 2012)
11.5 Estructura del carbón activado
Cada tipo de carbones activados contienen una baja cantidad de heteroátomos, esto quiere decir,
presencia de hidrógeno, oxígeno y de los componentes inorgánicos que dependen del material
inorgánico que se esté utilizando, dándole su estructura porosa dependiendo del carbón activado,
que también se le denominan cenizas, es decir, que depende del material precursor. Su estructura
está conformada por unas capas de grafeno, un material que no ha pasado durante el proceso de
carbonización por un estado de fluido. Por lo general, estas capas de grafeno dejan un espacio entre
ellas siendo de forma irregular, siendo bloqueadas por alquitranes, en el proceso de carbonización.
El proceso de pirolisis genera una disminución de heteroátomos como el nitrógeno, oxigeno e
hidrogeno en forma de materia volátil, agrupándose en capas de grafeno. Es decir, que a partir del
tratamiento térmico que se le dé, generará estos alquitranes un carbón desorganizado, reaccionando
con los gases oxidantes durante el proceso del carbón activado en la adsorción, generando un
27
intervalo de tamaño en los poros. Es por eso por lo que el carbón activado se considera como un
adsorbente universal por sus propiedades.
El carbón activado se puede presentar como en la siguiente ilustración, con espacios de acuerdo
con las recomendaciones de la IUPAC (Rouquerol F., 1999) Los poros se clasifican en tres grupos
dependiendo de su tamaño: los microporos menores a 2 nm, es decir, el ancho se encuentra entre
0.7nm y 2 nm, los mesoporos con una dimensión entre 2 y 50 nm y los macroporos con
dimensiones superiores a 50 nm. Cada tamaño del poro depende del precursor y del proceso de
síntesis. La mayor parte donde se da la adsorción ocurre en los microporos.
Ilustración 6. Modelo esquemático de la estructura del carbón activado (H & Rodríguez-Reinoso, 2005)
La porosidad (volumen de poros) y el área superficial puede variar significativamente de un
carbón activado a otro y por la distribución del tamaño del poro en su uso de aplicación que viene
acondicionado. El carbón que es microporoso es más adecuado para la adsorción de vapores y
gases, para la respectiva separación de las diferentes moléculas. El carbón mesoporoso es utilizado
para acelerar la cinética de la adsorción en las moléculas de mayores dimensiones. (Porous
28
Carbons In Adsorption And Catalysis. En: Handbook of Surfaces and Interfaces of materials,
2001)
La química superficial juega un papel importante tanto que, en un carbón puro, la adsorción se
da por medio de las fuerzas de Van der Waals, indicando que las moléculas orgánicas apolares se
adsorben respecto a las moléculas polares como el agua. Adicional, los grupos funcionales en la
superficie del carbón ejerce un gran efecto en las propiedades adsorbentes en presencia de oxígeno,
hidrogeno y nitrógeno.
A los carbones activados se les conoce por su capacidad de adsorción debido a su estructura
porosa, pero también esta capacidad depende de la química superficial, es decir por la presencia
de heteroátomos conformando grupos de carácter ácido y básico. Como se muestra en la Ilustración
6, se asigna que es un carbón de carácter anfotérico, es decir, que puede ser básico o ácido en una
disolución acuosa.
Ilustración 7. Grupos superficiales de oxígeno en un carbón activado. (J.L., 2010)
El porcentaje de contenido de cenizas de un carbón activado proveniente de un material
lignocelulósico oscila aproximadamente entre el 1% y 3%, que en este caso provienen de los
29
óxidos como el aluminio, hierro, calcio, magnesio, etc. La ceniza modifica las interacciones en la
superficie del carbón es decir en los procesos de adsorción.
Es importante realizar la caracterización de un carbón activado de las propiedades adsorbentes
y químicas. Un carbón activado tiene distintos tipos superficiales de oxígeno de donde el carácter
ácido hace parte a los grupos superficiales como la lactona, el fenol el carboxilo y el carácter básico
se encuentran los grupos del Cromeno, Éter, Pirona. (Rodríguez Reinoso F, 2001). El objetivo es
determinar cuáles y que cantidad de estos grupos están presentes en las muestras de carbón
activado sintetizadas. (Fonseca, Preparación De Materiales Porosos, Carbonosos y Ceramicos,
para La Adsorcion de Ni2+ y Cr3+ Desde Solucion Acuosa, 2012).
11.6 Adsorción en el carbón activado
Una de las grandes ventajas que presenta el carbón activado es el elevado contenido que
presenta de adsorción según el grado de porosidad, que están directamente ligadas al contenido de
los grupos químicos superficiales. Últimamente, el método más usado es el fisicoquímico, que se
ve en las zeolitas, el carbón activado, sílice y que actualmente se ha implementado más en el
tratamiento de aguas.
La adsorción se refiere cuando se sumerge en una solución acuosa de un sólido, generando una
carga eléctrica sobre la superficie por medio de la separación de los grupos funcionales
superficiales, esta carga depende de las características del solido con su pH, fuerza iónica y de su
temperatura. Por lo tanto, es necesario encontrar cada una de estas características superficiales de
los adsorbentes como porosidad, química superficial, área superficial. (Juan Moreno, 2007)
11.7 Química superficial de carbones activados
La química superficial determina cada una de sus propiedades de los materiales carbonosos,
30
debido a la gran presencia de heteroátomos, generando en la superficie del carbón diferentes
funcionalidades, es decir modifica la estructura, la estabilidad física y química de la reactividad de
los distintos materiales. (Carolina González, 2017)
El comportamiento de un carbón activado no solo depende de la distribución del tamaño de
poros ni en función del área superficial. Esto quiere decir que, se pueden realizar métodos de
fabricación diferentes dando como resultado unas características adsorbentes totalmente
diferentes, volviendo así fundamental el proceso de caracterización de la química superficial de
los carbones activados. El método de activación empleado tiene un efecto alto debido a los
heteroátomos enlazados ya sea oxígeno, hidrogeno o nitrógeno respecto al precursor empleado.
Uno de los grupos superficiales más relevantes es el oxígeno, es decir se forma cuando el carbón
se expone al aire después de su fabricación por medio del proceso de quimisorción o si se introduce
de manera artificial con un agente oxidante. En la Ilustración 7, determinan el carácter ácido y
básico de los grupos funcionales de oxígeno en la superficie del carbón activado, donde el carácter
ácido se da en los grupos superficiales como el carboxilo, la lactona, el fenol ilustración 8. Y el
carácter básico a los grupos como pirona, cromeno, éter, entre otros. (Rodriguez-Reinoso F.,
(1992) 2707-2713)
Para la caracterización se han utilizado técnicas experimentales tales como espectroscopía
infrarroja, espectroscopía foto electrónica de rayos X, desorción térmica programada entre otros.
La técnica Boehm se propuso con el fin de caracterizar los grupos superficiales de oxígeno,
empleando cuatro bases distintas como lo son: NaHCO3, Na2CO3, NaOH y NaOC2H5, y el ácido
clorhídrico. (H.P, Carbon 40(2), 2002). Estos tipos de base se utilizan cuando los grupos
superficiales son ácidos como el carboxilo se neutraliza con la base más débil NaHCO3, para los
31
grupos carboxílicos y fenólicos se neutralizará con la base NaOH y para neutralizar las lactonas y
carboxílicos se utiliza Na2CO3. Para los grupos ácidos se utiliza la base más fuerte etóxido sódico
con el fin de obtener información cuantitativa de cada uno de ellos sin importar si es de baja o alta
acides. (Fonseca, Preparación De Materiales Porosos, Carbonosos y Ceramicos, para La Adsorcion
de Ni2+ y Cr3+ Desde Solucion Acuosa, 2012)
(1) (2)
Ilustración 8. Estructura (1) Carboxilo (2) Lactona (H.P, Surface oxides on carbon and their analysis: a
critical assessment, (2002))
Aún está en discusión el origen de la basicidad ya que su caracterización es mucho más confusa,
comparándolos con los grupos ácidos, cuya naturaleza se entiende mejor. (Butenandtstr. 5 –13,
2001). Se conoce en los grupos básicos, la adsorción en la superficie del carbón es irreversible, en
cambio en los grupos ácidos la adsorción es reversible. A partir de los grupos funcionales de
oxígeno de basicidad ha tenido presencia la pirona siendo un tipo de estructura ubicada en los
bordes de las capas poliaromáticas, siendo una base demasiado débil. Gran variedad de carbonos
contiene más oxigeno que los grupos funcionales observados en la ilustración 8. Es decir, el
oxígeno de tipo éter o grupos carbonilos no reaccionan con NaOC2H5. (M, 1971).
32
Ilustración 9. Estructura de la pirona (H.P., 2001)
11.8 Grupos funcionales superficiales
La formación de los diferentes grupos funcionales está determinada por la reactividad de los
materiales carbonosos, por medio de las capas de grafeno se determina que existen diferencias
entre la reactividad de los átomos de carbono con enlaces covalentes carbono-carbono. (Carolina
González, 2017). Los grupos carboxílicos podrían ser anhidridos carboxílicos, los grupos hidroxilo
o carbonilo podrían condesarse en grupos de lactonas, en el borde de cada una de las capas
aromáticas son los de carácter fenólico. Ilustración 8. Los grupos carbonilos también suele tener
forma de quinona y el oxígeno podría ser sustituido por átomos de carbono. (Boehm, 1994). Las
lactonas son ácidos más débiles que los grupos de carboxilo, es por esto por lo que la solución de
Na2CO3 es la apropiada para la determinación de los grupos carboxilos para la unión de la lactona.
(Boehm, 1994) Para determinar los tipos y la cantidad de grupos oxigenados localizados en la
superficie del carbón activado se debe utilizar técnicas instrumentales y analíticas para la
caracterización de los materiales carbonosos, entre ellos están; Difracción de Rayos X, donde
estudia los parámetros estructurales del carbón, capas de grafeno, estructura cristalina, aplicado
para muestras en cerámica, la Espectroscopia Infrarroja (FT-IR) se emplea para remover efectos
dispersores de los cristales, la Microscopia Electrónica de Barrido (MEB) permite observar la
33
morfología, porosidad de los materiales, Titulación Boehm permite la caracterización y
comportamiento detallada de los ácidos y las bases al momento de reaccionar con el agente
titulante, hasta estabilizarse. Es decir, conocer la química superficial de los carbones activados.
(Fonseca, Preparación De Materiales Porosos, Carbonosos y Ceramicos, para La Adsorcion de
Ni2+ y Cr3+ Desde Solucion Acuosa, 2012).
Ilustración 10. Estructuras de los grupos funcionales oxigenados. (Boehm, 1994)
11.9 Metodología Boehm
Una de las propiedades de los materiales del carbono, es la adsorción y por ende, el oxígeno de
los óxidos superficiales se pueden unir en forma de varios grupos funcionales y uno de los métodos
empleados es la Titulación Boehm, Para esto, se toman muestras de soluciones básicas que se
sumergieron de NaOH con un pKa=15.74, Na2CO3 con un pKa=10.25, NaHCO3 con un pKa=6.37,
a 0.1 M. y en los grupos carboxílicos, solamente se deben valorar de NaHCO3, para los ácidos
debe ser valorada por Na2CO3, y NaHCO3 que hacen parte del contenido en las lactonas. En
cambio, los grupos carbonilos y fenólicos son obtenidos a partir de la diferencia de acidez de
NaOH y Na2CO3. (D.I. Rai, 1987).
34
Para la metodología titulación Boehm, se toma 0.5gr de carbón en un matraz sumergido con 50
mL de las soluciones anteriormente mencionadas, seguidamente se almacena durante una semana
agitándolas una o dos veces por día, después se procede a titular una base con un ácido y un ácido
con una base, utilizando el indicador y el agente titulante hasta neutralizar la base o el ácido, en
alícuotas de 10ml. Luego, se procede a realizar el análisis y caracterización detallada de cada tipo
de carbón con las soluciones utilizadas, para encontrar su determinado uso.
Ilustración 11. Metodología titulación Boehm. Fuente propia.
35
12 MARCO LEGAL
La potabilización del agua utilizando los diferentes sistemas expuestos anteriormente se basan
en el cumplimiento de la normatividad actual vigente del territorio colombiano como lo son:
• Reglamento técnico del sector de Agua potable y Saneamiento básico RAS 0330 del 2017:
Reglamenta los requisitos técnicos que deben cumplir en las etapas de diseño, construcción
puesta en marcha, operación, mantenimiento y rehabilitación de la infraestructura
relacionada con los servicios públicos de acueducto, alcantarillado y aseo. (Ministerio de
Vivienda, 2017).
En el Cápitulo3 – Sistemas de potabilización de aguas, Articulo 101. Requisitos para la
selección de tecnologías y procesos unitarios de tratamiento y Articulo 109. Tipos y
procesos unitarios de potabilización. Indica los procesos unitarios que se deben evaluar y
estudiar para garantizar los estándares de calidad de agua para el consumo humano.
Clasificándolo según la tecnología del tratamiento vs el contamínate que se quiere remover.
• Resolución 2115 de 2007, del Ministerio de la Protección Social ministerio de Ambiente,
Vivienda y Desarrollo Territorial: indican características, instrumentos básicos y
frecuencias del sistema de control y vigilancia para la calidad del agua para el consumo
humano. (Ministerio de Protección Social, 2017).
• En el Capítulo II, presenta el valor máximo aceptable del agua para el consumo humano
con cada una de las características físicas y químicas. Artículo 9° Características químicas
de otras sustancias utilizadas en la potabilización, que deberá tenerse en cuenta también
los valores aceptables como el residual de aluminio, entre otros
36
13 METODOLOGÍA
Para la caracterización con el método Boehm de la química superficial de sólidos porosos, se
utilizan diferentes tipos de reactivos dependiendo de los grupos a evaluar así:
• Na2CO3: Se determinan las lactonas
• NaHCO3: Se determinan los grupos carboxílicos
• NaOH: Se determinan grupos fenólicos
• HCl: Se determinan grupos de pirona y cromeno
Para esto se preparan soluciones de concentración 0.1 M en donde se colocará en inmersión la
muestra de carbón activado y por esta razón este proyecto consta de una metodología que plantea
distintas fases que describen de manera detallada las actividades desarrolladas.
13.1 Fase 1 – Reactivos y cantidades
Para realizar el método Boehm se usa como reactivo el Hidróxido de Sodio (NaOH), Carbonato
de sodio (Na2CO3), Hidrogenocarbonato de sodio (NaHCO3) y Ácido clorhídrico (HCl). Para
calcular la cantidad requerida de cada uno, con una concentración molar de 0.10 M se determinaron
los pesos atómicos de cada reactivo, posteriormente se realizó un cálculo estequiométrico para
hallar la cantidad en gramos o volumen requerido de cada compuesto en un litro de agua destilada.
• Cantidad requerida de Na2CO3 – Carbonato de sodio
Cálculo del peso atómico:
𝑁𝑎(22.99)2 + 𝐶(12.011) + 𝑂(15.999)3 = 105.99𝑔 𝑁𝑎2𝐶𝑂3 Cálculo de los gramos de (Na2CO3) para la concentración 0.1 mol en 1L:
37
0.1𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑁𝑎2𝐶𝑂3 105.99𝑔 𝑁𝑎2𝐶𝑂3
1𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2𝐶𝑂3 = 10.60 𝑔 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
• Cantidad requerida de NaHCO3 - Hidrogenocarbonato de sodio
Cálculo del peso atómico:
𝑁𝑎(22.99) + 𝐻(1.008) + 𝐶(12.011) + 𝑂(15.999)3 = 84.01𝑔 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
Cálculo de los gramos de NaHCO3 para la concentración 0.1 mol en 1 L:
84.01𝑔 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 0.1𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
1𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 = 8.40 𝑔 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
• Cantidad requerida de NaOH - Hidróxido de sodio
Cálculo del peso atómico:
𝑁𝑎(22.99) + O(15.99) + H(1.00) = 39.98𝑔 𝑁𝑎2𝐶𝑂3 Cálculo de los gramos de (NaOH) para la concentración 0.1 mol en 1L:
39.98𝑔 𝑁𝑎𝑂𝐻 0.1𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑁𝑎𝑂𝐻
1𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 4.00 𝑔 𝑁𝑎𝑂𝐻
• Cantidad requerida de HCl - Ácido clorhídrico
Para hallar la cantidad requerida de HCl se hace a partir de una solución M/M en Kg del 37% y
una densidad de 1.18 kg/L. Inicialmente se debe determinar la cantidad de HCL que se encuentra
en la solución como se indica a continuación:
Masa del soluto 1.18kg * 0.37 =0.4366 kg = 436.6 g
Determinar la masa molecular del ácido clorhídrico y luego convertirla a moles masa molar de
HCl.
𝐻(1.008) + Cl(35.45) = 36.46𝑔 𝐻𝐶𝑙 Determinar la molaridad dividiendo el peso del soluto entre el peso atómico de HCl:
436.6 𝑔 ÷ 36.46 𝑔 ≈ 12 𝑀
38
➢ Molaridad = número de moles de soluto/ litros de solución
➢ Molaridad = 12.0 mol / 1 litro
➢ Molaridad = 12.0 M
Una vez encontrada la molaridad (12.0 M) debemos encontrar el número de moles de HCl
necesarios para la disolución. Para obtener el volumen del reactivo concentrado se dividen los
moles requeridos en los moles que tiene la solución.
0.1 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 ∗ 1𝐿 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜
12 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 = 0.00833𝑙 = 8.33 𝑚𝑙 𝐻𝐶𝑙
13.1.1 Diagrama de flujo - Fase I
Ilustración 12. Procedimiento de laboratorio - Fase I. Fuente propia
39
13.2 Fase 2 – Preparación de soluciones
Luego de hallar la cantidad de reactivos necesaria (NaOH, Na2CO3, NaHCO3, HCl) para un
litro a 0.1 mol, se procede a realizar el pesaje de cada uno de los reactivos, la disolución y la
disposición en balones aforados de 1.0 litro, se utilizaron los siguientes materiales:
Tabla 1. Materiales de laboratorio para Fase 2
Materiales Unidad Cantidad
Hidróxido de Sodio NaOH gr 4.0
Carbonato de Sodio Na2CO3 gr 10.6
Hidrogenocarbonato de sodio NaHCO3 gr 8.40
Ácido Clorhídrico HCl mL 8.33
Espátula metálica un 3
Agua destilada L 6
Balón aforado 1 L un 4
Balanza de precisión un 3
Bureta 10 ml un 1
13.2.1 Procedimiento
Para realizar este procedimiento se debe tener los elementos y/o materiales del laboratorio
purgados con agua destilada.
a. Para la elaboración de la solución de carbonato de sodio se toma la espátula metálica y
se agrega el reactivo (Na2CO3) a la balanza de precisión hasta encontrar la cantidad de
gramos indicada (10.6 gr), luego en un balón aforado de un litro se agrega
aproximadamente 500 mililitros de agua destilada y se agrega el reactivo, posterior a
ello se mezcla hasta que quede totalmente disuelto, finalmente se afora el balón hasta el
40
litro con agua destilada.
Ilustración 13. Pesaje del reactivo carbonato de sodio. Fuente propia.
b. Para preparar la solución de hidrogenocarbonato de sodio se toma la espátula metálica
y se agrega el reactivo (NaHCO3) a la balanza de precisión hasta encontrar la cantidad
de gramos indicada (8.4 gr), luego en un balón aforado de un litro se agrega
aproximadamente 500 mililitros de agua destilada y se agrega el reactivo, posterior a
ello se mezcla hasta que quede totalmente disuelto, finalmente se afora el balón hasta el
litro con agua destilada.
Ilustración 14. Pesaje del Hidrogenocarbonato de sodio. Fuente propia
41
c. Para preparar la solución de hidróxido de sodio se toma la espátula metálica y se agrega
el reactivo (NaOH) a la balanza de precisión hasta encontrar la cantidad de gramos
indicada (4.0 gr), luego en un balón aforado de un litro se agrega aproximadamente 500
mililitros de agua destilada y se agrega el reactivo, posterior a ello se mezcla hasta que
quede totalmente disuelto, finalmente se afora el balón hasta el litro con agua destilada.
Ilustración 15. Pesaje hidróxido de sodio. Fuente propia
d. Para preparar la solución de ácido clorhídrico se usa la bureta de 10 ml y se agrega
lentamente el volumen de reactivo (HCl) indicado (8.33 mL) a un balón, el cual ya debe
contener aproximadamente 500 mililitros de agua destilada, posterior a ello se agita
varias veces hasta que quede diluido y finalmente se afora el balón hasta el litro con
agua destilada.
42
Ilustración 16. Soluciones NaOH, HCl, Na2CO3 y NaHCO3 aforados a 1 litro. Fuente propia.
Después de preparar las cuatro soluciones, se rotulan los balones de un litro y se almacenan a
temperatura ambiente y dar por terminado este procedimiento, con el fin de dar paso a la siguiente
fase del montaje de laboratorio de titulación Boehm.
43
13.2.2 Diagrama de flujo - Fase II
Ilustración 17. Procedimiento de laboratorio - Fase II. Fuente propia
44
13.3 Fase 3 – Titular Soluciones
Las cuatro soluciones fueron creadas a partir de cálculos teóricos y por tal motivo se debe hallar
la concentración definitiva de NaOH, Na2CO3, NaHCO3 y HCl, Para tener certeza y veracidad de
los datos encontrados este procedimiento de titulación se realiza tres veces para cada una de las
soluciones realizadas en la Fase 1 y para esto se comienza con los siguientes materiales.
Tabla 2. Materiales de laboratorio para Fase 3
Materiales Unidad Cantidad
Solución Hidróxido de Sodio NaOH (0.1 mol) mL 30
Solución Carbonato de Sodio Na2CO3 (0.1 mol) mL 30
Solución Hidrogenocarbonato de sodio NaHCO3 (0.1 mol) mL 30
Solución Ácido Clorhídrico HCl (0.1 mol) mL 30
Biftalato de Potasio gr 0.2042 x 3
Balanza de precisión un 1
Bureta 50 mL un 2
Agua destilada L 3
Fenolftaleína mL 100
Erlenmeyer un 12
Vaso de precipitado 100 mL un 3
Agitador magnético un 1
13.3.1 Procedimiento
Para realizar este procedimiento se debe tener los elementos y/o materiales del laboratorio
purgados con agua destilada.
a. Para titular la solución NaOH se comienza con la obtención de tres muestras de 0.2042
gramos de Biftalato de potasio, este se agrega a tres vasos de precipitado con
45
aproximadamente 40 mL de agua destilada y se procede realizar la disolución con el
agitador magnético. Seguidamente se vierten los contenidos de los vasos de precipitado
a un Erlenmeyer y se adicionan 5 gotas de fenolftaleína en cada uno. Finalmente, con
una bureta de 50 mL se agregan gotas de hidróxido de sodio (NaOH) y se agita hasta
que el contenido del Erlenmeyer presente un color rosa al menos durante 20 segundos.
Ilustración 18. Titulación de Biftalato de potasio con NaOH. Fuente propia.
b. Para titular la solución de carbonato de sodio (Na2CO3) se inicia tomando tres alícuotas
de 10 mL de esta solución con una bureta para depositarlas en tres Erlenmeyer, al cual
se les agrega una gota de fenolftaleína, esto provoca que la sustancia tome un color
rosado. Finalmente, se agregan gotas de HCl por medio de una bureta de 50 mL y se
agita hasta que la sustancia se torne incolora.
c. Para titular la solución de ácido clorhídrico (HCl) se inicia con la bureta de 10 mL,
tomando tres alícuotas de 10 mL de la solución NaOH para depositarlas en tres
Erlenmeyer, al cual se les agrega una gota de fenolftaleína, esto provoca que la sustancia
46
tome un color entre rosado y violeta. Finalmente, se agregan gotas de HCl por medio de
una bureta de 50 mL y se agita hasta que la sustancia se torne incolora.
Ilustración 19. Preparación de NaOH para titular con HCl. Fuente propia.
d. Para titular la solución de hidrogenocarbonato de sodio (NaHCO3) se inicia tomando tres
alícuotas de 10 mL de esta solución con una bureta para depositarlas en tres Erlenmeyer,
al cual se les agrega una gota de fenolftaleína, esto provoca que la sustancia tome un
color rosado. Finalmente, se agregan gotas de HCl por medio de una bureta de 50 mL y
se agita hasta que la sustancia se torne incolora.
Ilustración 20. Hidrogenocarbonato de sodio balanceado con HCl. Fuente propia.
47
13.3.2 Diagrama de flujo - Fase III
Ilustración 21. Procedimiento de laboratorio - Fase III. Fuente propia
48
13.4 Fase 4 – Suspensión del carbón en muestras de 50 mL
Para determinar la concentración de cada uno de los grupos superficiales en sólidos porosos, se
toma una cantidad determinada de carbón activado y se sumerge o se pone en contacto con un
volumen determinado de cada una de las soluciones preparadas anteriormente, se deja a
temperatura ambiente durante una semana. Para iniciar esta fase, se comienza con el listado de
materiales de la tabla 3.
Tabla 3. Materiales de laboratorio para Fase 4.
Materiales Unidad Cantidad
Solución Hidróxido de Sodio NaOH (0.1 mol) mL 450
Solución Carbonato de Sodio Na2CO3 (0.1 mol) mL 450
Solución Hidrogenocarbonato de sodio NaHCO3 (0.1 mol) mL 450
Solución Ácido Clorhídrico HCl (0.1 mol) mL 450
Balanza de precisión un 1
Bureta 10 mL un 4
Agua destilada L 3
Frasco ámbar 60 mL un 36
Carbón activado de carácter ácido (A) gr 5
Carbón activado de carácter físico (B) gr 5
Carbón activado de carácter alcalino (C) gr 5
Espátula metálica un 1
Vaso de precipitado 100 mL un 4
Vaso de precipitado de 100 mL un 4
13.4.1 Procedimiento
a. Lavar con agua destilada los 36 frascos ámbar, buretas y rotular los frascos.
49
b. Pesar en la balanza de precisión 12 muestras de 0.50 gramos de carbón activado de carácter
ácido (A), físico (B) y alcalino (C) para un total de 36 y agregarlos a los frascos ámbar con
la espátula metálica.
c. Del balón con la solución de ácido clorhídrico (HCl) tomar con la bureta 9 alícuotas de 50
mL para agregar a los frascos ámbar que contienen ya los tres tipos de carbón activado,
finalmente se sella el frasco y se almacena.
Ilustración 22. Toma de nueve alícuotas con 50 mL de HCl. Fuente propia.
d. Del balón con la solución de hidróxido de sodio (NaOH) tomar con la bureta 9 alícuotas
de 50 mL para agregar a los frascos ámbar que contienen ya los tres tipos de carbón
activado, finalmente se sella el frasco y se almacena.
e. Del balón con la solución de Na2CO3 tomar con la bureta 9 alícuotas de 50 mL para agregar
a los frascos ámbar que contienen ya los tres tipos de carbón activado, finalmente se sella
el frasco y se almacena.
50
f. Del balón con la solución de NaHCO3 tomar con la bureta 9 alícuotas de 50 mL para
agregar a los frascos ámbar que contienen ya los tres tipos de carbón activado, finalmente
se sella el frasco y se almacena.
Ilustración 23. Alícuotas almacenadas, selladas y rotuladas. Fuente propia.
g. Luego de una semana de estar sumergido los tres tipos de carbón activado en las cuatro
diferentes soluciones, se procede a extraer el carbón para dar por terminada la alteración
química de cada muestra. Esto se hace por medio de filtros artesanales hechos de algodón
que logren retener las partículas de carbón activado. Cada muestra debe ser trasvasada a
frascos ámbar nuevos y lavados con agua destilada, finalmente se rotula, se sella el frasco
y se almacena.
51
13.4.2 Diagrama de flujo - Fase IV
Ilustración 24. Procedimiento de laboratorio - Fase IV. Fuente propia
52
13.5 Fase 5 - Titulación de muestras de 10 mL
Como fase final del laboratorio, después de una semana de estar suspendidos los tres tipos de
carbón activado en las distintas soluciones se procede a realizar tres titulaciones por cada muestra,
tomando alícuotas de 10 mL, es decir, se realiza un total de 108 titulaciones, por lo tanto, el
procedimiento se debe realizar con los siguientes materiales.
Tabla 4. Materiales de laboratorio para Fase 5
Materiales Unidad Cantidad
Solución Hidróxido de Sodio NaOH (0.1 mol) L 1
Solución Ácido Clorhídrico HCl (0.1 mol) L 1
Alícuotas de las soluciones almacenadas con carbón activado un 36
Bureta electrónica un 2
Probeta plástica 10 mL un 4
Agua destilada L 5
Fenolftaleína mL 100
Erlenmeyer un 12
13.5.1 Procedimiento
a. Para iniciar con este procedimiento y con el fin de prevenir alteraciones en los resultados
se realiza la purga y/o lavado de bureta electrónica y los diferentes instrumentos con agua
destilada.
b. Para titular las muestras que contienen 50 mL de la solución de ácido clorhídrico (HCl) se
debe tomar tres alícuotas de 10 mL de cada una con la probeta plástica y verterlas a los
Erlenmeyer, es decir que en total se toman 27 muestras, posteriormente, se agrega tres
gotas de indicador (fenolftaleína) a cada sustancia. Finalmente se agrega hidróxido de sodio
53
(NaOH) al frasco de la bureta electrónica, se purga y se inicia la titulación, agregando gotas
y agitando el Erlenmeyer hasta que la sustancia se estabilice, es decir se tome un color
rosado por al menos 20 segundos.
c. La titulación de las muestras de las soluciones NaOH, Na2CO3 y NaHCO3 se hace sacando
tres alícuotas de 10 mL con la probeta plástica de cada uno de los frascos ámbar, es decir
que en total se toman 81 muestras. Estas muestras un a una se vierten a los Erlenmeyer, se
agrega tres gotas de indicador (fenolftaleína) que hace que la sustancia de torne de un color
entre rosa y purpura. Finalmente se agrega ácido clorhídrico (HCl) al frasco de la bureta
electrónica, se purga y se inicia la titulación, agregando gotas y agitando el Erlenmeyer
hasta que la sustancia se estabilice, es decir que se vuelva una sustancia incolora.
Ilustración 25. Solución de NaOH con indicador listo para titular con HCl
Con esto se da por terminado el procedimiento de laboratorio y captura de información, luego
se procese a realizar los análisis de dichos datos.
54
13.5.2 Diagrama de flujo - Fase V
Ilustración 26. Procedimiento de laboratorio - Fase V. Fuente propia
55
14 ANÁLISIS Y RESULTADOS
En la Fase II del procedimiento de laboratorio se prepararon cuatro soluciones con base en datos
teóricos esperando obtener una concentración 0.1 M en cada balón, mientras que en la Fase III el
procedimiento de titulación tiene como finalidad la estandarización de las cuatro soluciones. Los
datos encontrados en la práctica de titulación se hallan en la siguiente tabla.
Tabla 5. Resultados laboratorio Fase III
Resultado de Volúmenes Gastados para Estandarización
Estandarización
1
Tamaño de Muestra
(mL)
Fenolftaleína
(gotas)
Volumen Gastado
NaOH
(mL)
0.2042 gr
Biftalato de Potasio
40 5 12.29
40 5 12.00
40 5 12.02
Estandarización
2 Tamaño de Muestra
(mL)
Fenolftaleína
(gotas)
Volumen Gastado
HCl
(mL)
NaOH
Hidróxido de Sodio
10 1 8.40
10 1 8.00
10 1 8.20
Estandarización
3 Tamaño de Muestra
(mL)
Fenolftaleína
(gotas)
Volumen Gastado
HCl
(mL)
NaHCO3
Bicarbonato de Sodio
10 1 4.50
10 1 3.20
10 1 4.60
Estandarización
4 Tamaño de Muestra
(mL)
Fenolftaleína
(gotas)
Volumen Gastado
HCl
(mL)
Na2CO3
Carbonato de Sodio
10 1 6.80
10 1 5.20
10 1 3.80
Con los datos obtenidos en la tabla 5, se realiza el proceso de valoración para cada solución
iniciando con el cálculo a partir del biftalato de potasio y el hidróxido de sodio de la
56
“Estandarización 1” de la siguiente manera:
• Estandarización de hidróxido de sodio – NaOH
Se inicia hallando la masa molecular de biftalato de potasio, C8H5O4K = 204.2 g/mol y a partir
de este dato se calcula los moles así, 0.2042 𝑔 𝐶 𝐻 𝑂 K . 1 𝑚𝑜𝑙
= 0.001 𝑚𝑜𝑙 𝐶 𝐻 𝑂 K , 8 5 4 204.2 𝑔 8 5 4
teniendo en cuenta que la neutralización del biftalato de potasio se da cuando los moles de
hidróxido de sodio son iguales a los calculados, es decir una relación uno a uno, como se ve en la
siguiente ecuación de balanceo, NaOH + C8H5O4K ---> H2O + C8H4O4KNa. Finalmente, con esto
se puede determinar la molaridad de NaOH a partir del volumen consumido en cada titulación.
0.001 𝑚𝑜𝑙 𝑀1 =
0.01229 𝐿 = 0.081 M 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻
𝑀2 =
0.001 𝑚𝑜𝑙 = 0.083 M 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻
0.012 𝐿
0.001 𝑚𝑜𝑙
𝑀3 = 0.01202 𝐿
= 0.083 M 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻
𝑀 = 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 0.082 M
El valor promedio es el resultado de la estandarización del balón con la solución de hidróxido
de sodio.
• Estandarización de ácido clorhídrico – HCl
El ácido clorhídrico se tituló con hidróxido de sodio estandarizado anteriormente en 0.083 M,
teniendo en cuenta que la ecuación de balanceo NaOH + HCl ---> NaCl + H2O indica que la
relación es uno a uno, se necesita la misma cantidad de moles de hidróxido de sodio para
57
neutralizar el ácido clorhídrico demostrado de la siguiente manera, 0.082 ∗ 0.01𝐿 =
0.00082𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻, entonces equivale a 0.00082 mol de HCl, con esto ya se puede calcular
la concentración de ácido clorhídrico.
𝑀1 = 0.00082 𝑚𝑜𝑙
= 0.098 M 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 0.0084 𝐿
𝑀2 = 0.00082 𝑚𝑜𝑙
= 0.102 M 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 0.0080 𝐿
𝑀3 = 0.00082 𝑚𝑜𝑙
= 0.100 M 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 0.0082 𝐿
𝑀 = 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 0.10 𝑀
El valor promedio es el resultado de la estandarización del balón con la solución de ácido
clorhídrico.
• Estandarización de bicarbonato de sodio – NaHCO3
El bicarbonato de sodio se tituló con el ácido clorhídrico ya estandarizado en 0.10 M y teniendo
en cuenta el análisis de la ecuación de balaceo NaHCO3 + HCl ---> NaCl + H2O + CO se determina
que existe una relación uno a uno, de tal manera que la cantidad de moles de HCl es la misma de
NaHCO3. En la titulación uno es 0.10 ∗ 0.0045𝐿 = 0.00045 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙, en la titulación dos,
0.10 ∗ 0.0032𝐿 = 0.00032 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 y en la titulación tres 0.10 ∗ 0.0046𝐿 =
0.00046 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙, y por último se toma cada resultado para realizar los cálculos del
concentración de bicarbonato de sodio.
𝑀1 = 0.00045 𝑚𝑜𝑙
0.01 𝐿 = 0.045 M 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
58
𝑀2 = 0.00032𝑚𝑜𝑙
0.01 𝐿 = 0.032 M 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
𝑀3 =
0.00046 𝑚𝑜𝑙
0.01 𝐿 = 0.046 M 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
𝑀 = 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 0.041 𝑀
• Estandarización de carbonato de sodio – Na2CO3
Esta base de carbonato se sodio se tituló con el ácido clorhídrico estandarizado en 0.10 M, y
para comenzar se tiene en cuenta el análisis de la siguiente ecuación de balaceo, Na2CO3 + 2 HCl
---> 2 NaCl + H2O + CO2, que indica que existe una relación de dos a uno, es decir, que para
neutralizar un carbonato de sodio se necesitan dos de ácido clorhídrico, por lo tanto, para calcular
la concentración de Na2CO3 se toma solo la mitad de los moles del HCl de la cada muestra y de la
siguiente manera para la titulación uno, 0.10 ∗ 0.0068𝐿 = 0.00068 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙, en la
titulación dos, 0.10 ∗ 0.0052𝐿 = 0.00052 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 y en la titulación tres 0.10 ∗ 0.0038𝐿 =
0.00038 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙, finalmente se toma ½ de cada resultado para realizar los cálculos de
concentración del carbonato de sodio.
(0.00068
) 𝑚𝑜𝑙
𝑀1 = 2 = 0.034 M 𝑑𝑒 𝑁𝑎2𝐶𝑂3 0.01 𝐿
0.00052
( 𝑀2 =
2 ) 𝑚𝑜𝑙 = 0.026 M 𝑁𝑎
0.01 𝐿 2 𝐶𝑂3
(0.00038
) 𝑚𝑜𝑙
𝑀3 = 2 = 0.019 M 𝑑𝑒 𝑁𝑎2𝐶𝑂3 0.01 𝐿
𝑀 = 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 0.026 𝑀
59
En la siguiente tabla se recopilan los resultados finales de las cuatro estandarizaciones donde
se suspendieron las muestras de carbón activado.
Tabla 6. Soluciones estandarizadas
Procedimiento Solución Concentración
Estandarización 1 Hidróxido de Sodio (NaOH) 0.082 M
Estandarización 2 Ácido clorhídrico (HCl) 0.100 M
Estandarización 3 Bicarbonato (NaHCO3) 0.041 M
Estandarización 4 Carbonato de sodio (Na2CO3) 0.026 M
Los resultados de la Fase IV y V del montaje Boehm se resumen en la tabla 7, tabla 8 y tabla 9
para los carbones de carácter ácido, físico y alcalino respectivamente, donde quedan recopilados
los pesos de las muestras sumergidas y los volúmenes que se consumieron del agente titulante para
estabilizar las cada muestra.
Tabla 7. Pesos y volúmenes gastados del agente titulante para el carbón de carácter ácido
Carb
ón
Act
ivad
o d
e C
ará
cter
Áci
do
(A
)
Peso Muestra de
Carbón
(gr)
Tamaño de Muestra
(mL)
Volumen Gastado de Agente
Titulante
(mL)
0.5022 NaOH
10 HCl
7.56 7.66 7.61
0.4996 10 7.63 8.18 7.59
0.4991 10 7.64 7.63 7.65
0.5017 Na2CO3
10 HCl
10.53 10.68 11.28
0.4996 10 11.75 11.70 11.45
0.5022 10 11.17 11.41 11.87
0.5005 NaHCO3
10 HCl
5.71 5.59 5.39
0.5010 10 5.92 5.52 4.95
0.5013 10 5.74 5.77 5.79
0.5014 HCl
10 NaOH
12.88 12.18 12.53
0.4998 10 13.87 13.50 12.59
0.4944 10 12.65 12.36 13.48
60
Tabla 8. Pesos y volúmenes gastados del agente titulante para el carbón de carácter físico
Carb
ón
Act
ivad
o d
e C
ará
cter
Fís
ico
(B
) Peso de Muestra
(gr)
Tamaño de Muestra
(mL)
Volumen Gastado de Agente
Titulante
(mL)
0.5006 NaOH
10 HCl
7.55 7.66 7.68
0.4994 10 7.81 7.93 7.77
0.4999 10 7.47 7.65 7.64
0.5008 Na2CO3
10 HCl
11.17 11.40 12.25
0.4996 10 11.28 10.98 11.25
0.5005 10 10.39 11.08 10.84
0.5004 NaHCO3
10 HCl
5.20 5.07 5.28
0.5041 10 5.76 5.18 5.45
0.5023 10 5.23 5.13 5.37
0.5011 HCl
10 NaOH
12.80 11.60 11.50
0.5021 10 13.26 12.37 12.47
0.5000 10 11.57 12.34 12.89
Tabla 9. Pesos y volúmenes gastados del agente titulante para el carbón de carácter alcalino
Carb
ón
Act
ivad
o d
e C
ará
cter
Alc
ali
no
(C
)
Peso de Muestra
(gr)
Tamaño de Muestra
(mL)
Volumen Gastado de Agente
Titulante
(mL)
0.5004 NaOH
10 HCl
7.92 8.02 7.86
0.4999 10 7.90 7.86 7.88
0.4988 10 8.89 6.26 8.10
0.5005 Na2CO3
10 HCl
10.89 11.25 11.20
0.5007 10 10.77 11.18 11.03
0.5004 10 11.24 10.65 11.15
0.4996 NaHCO3
10 HCl
5.99 5.95 5.57
0.5013 10 5.77 5.91 5.80
0.5031 10 5.84 5.58 5.68
0.5030 HCl
10 NaOH
10.68 11.05 10.69
0.5002 10 10.58 10.29 11.47
0.5024 10 5.78 6.54 5.74
61
Una vez realizada la captura de información de laboratorio se procede a implementar un
procedimiento matemático para el descarte de valores que se encuentran aislados o que presentan
dispersión debido a que es un procedimiento experimental y no está exento de obtener resultados
con alta variabilidad.
El procedimiento de descarte de valores consiste en encontrar la desviación estándar (σ) de los
datos del volumen gastado y a través del promedio ( ) sumando y restando la desviación estándar
se pueda establecer un límite mayor y un límite menor, donde los valores que se encuentran fuera
de este rango no se tienen en cuenta (N/A) para el cálculo del promedio definitivo para cada masa
de carbón activado. Dicho procedimiento se aprecia en la tabla 10, tabla 11 y tabla 12.
Tabla 10. Descarte de titulaciones aisladas – Carbón de carácter ácido
Carb
ón
Act
ivad
o d
e C
ará
cter
Áci
do
Volumen Gastado de Agente
Titulante (mL)
σ
Mayor
Menor
Volumen dentro de
Rango (mL)
Promedio
Final (mL)
Volumen gastado para la titulación de NaOH
HCl
7.56 7.66 7.61 0.19
7.68
7.87 7.49
7.56 7.66 7.61 7.61
7.63 8.18 7.59 7.63 N/A 7.59 7.61
7.64 7.63 7.65 7.64 7.63 7.65 7.64
Volumen gastado para la titulación de Na2CO3
HCl
10.53 10.68 11.28 0.46
11.32
11.78 10.85
N/A N/A 11.28 11.28
11.75 11.70 11.45 11.75 11.70 11.45 11.63
11.17 11.41 11.87 11.17 11.41 N/A 11.29
Volumen gastado para la titulación de NaHCO3
HCl
5.71 5.59 5.39 0.29
5.60
5.89 5.31
5.71 5.59 5.39 5.56
5.92 5.52 4.95 N/A 5.52 N/A 5.52
5.74 5.77 5.79 5.74 5.77 5.79 5.77
Volumen gastado para la titulación de HCl
NaOH
12.88 12.18 12.53 0.59
12.89
13.48 12.31
12.88 N/A 12.53 12.71
13.87 13.50 12.59 N/A N/A 12.59 12.59
12.65 12.36 13.48 12.65 12.36 N/A 12.51
62
Tabla 11. Descarte de titulaciones aisladas – Carbón de carácter físico
Carb
ón
Act
ivad
o d
e C
ará
cter
Fís
ico
Volumen Gastado de
Agente Titulante
(mL)
σ
Mayor
Menor
Volumen dentro de
Rango (mL)
Promedio
Final
(mL)
Volumen gastado para la titulación de NaOH
HCl
7.55 7.66 7.68 0.14
7.68
7.82 7.55
7.55 7.66 7.68 7.63
7.81 7.93 7.77 7.81 N/A 7.77 7.79
7.47 7.65 7.64 N/A 7.65 7.64 7.65 Volumen gastado para la titulación de Na2CO3
HCl
11.17 11.40 12.25 0.50
11.18
11.68 10.68
11.17 11.40 N/A 11.29
11.28 10.98 11.25 11.28 10.98 11.25 11.17
10.39 11.08 10.84 N/A 11.08 10.84 10.96
Volumen gastado para la titulación de NaHCO3
HCl
5.20 5.07 5.28 0.21
5.30
5.51 5.09
5.20 N/A 5.28 5.24
5.76 5.18 5.45 N/A 5.18 5.45 5.32
5.23 5.13 5.37 5.23 5.13 5.37 5.24 Volumen gastado para la titulación de HCl
NaOH
12.80 11.60 11.50 0.63
12.31
12.95 11.68
12.8 N/A N/A 12.80
13.87 13.50 12.59 N/A 12.37 12.47 12.42
12.65 12.36 13.48 N/A 12.34 12.89 12.62
Tabla 12. Descarte de titulaciones aisladas - Carbón de carácter alcalino
Carb
ón
Act
ivad
o d
e C
ará
cter
Alc
ali
no
Volumen Gastado de
Agente Titulante
(mL)
σ
Mayor
Menor
Volumen dentro de
Rango (mL)
Promedio
Final
(mL) Volumen gastado para la titulación de NaOH
HCl
7.92 8.02 7.86 0.68
7.85
8.54 7.17
7.92 8.02 7.86 7.93
7.90 7.86 7.88 7.90 7.86 7.88 7.8
8.89 6.26 8.10 N/A N/A 8.10 8.10 Volumen gastado para la titulación de Na2CO3
HCl
10.89 11.25 11.20 0.22
11.04
11.26 10.82
10.89 11.25 11.20 11.11
10.77 11.18 11.03 N/A 11.18 11.03 11.11
11.24 10.65 11.15 11.24 N/A 11.15 11.20 Volumen gastado para la titulación de NaHCO3
HCl
5.99 5.95 5.57 0.15
5.79
5.94 5.63
N/A N/A N/A N/A
5.77 5.91 5.80 5.77 5.91 5.8 5.83
5.84 5.58 5.68 5.84 N/A 5.68 5.68 Volumen gastado para la titulación de HCl
NaOH
10.68 11.05 10.69 2.42
9.20
11.62 12.31
10.68 11.05 10.69 10.69
13.87 13.50 12.59 10.58 10.29 11.47 11.47
12.65 12.36 13.48 N/A N/A N/A N/A
63
Una vez que se determinaron los valores promedio del volumen gastado de los agentes titulantes
hidróxido de sodio (NaOH) y ácido clorhídrico (HCl) en la neutralización de las muestras, se
procede a determinar la concentración de cada uno de grupos superficiales como: lactonas,
carboxílicos, fenoles, pirona y crómenos por gramo de carbón activado, utilizando la masa del
carbón (gr), la concentración inicial, el volumen del reactivo, la concentración del titulante, el
volumen gastado y el volumen sobrenadante, para así determinar los mmoles iniciales a partir del
producto entre volumen gastado (ml) y la concentración inicial y a su vez calcular los mmoles
finales, por medio del producto de la concentración del titulante y el volumen gastado, y como
resultado obtener la diferencia entre ellos, posteriormente dividir entre la masa del carbón con el
fin de determinar la cantidad de mmol/g presente en cada grupo superficial. Ver tablas 14, 15 y
16.
Para finalizar el procedimiento de la metodología de titulación Boehm se condensan los datos
de los carbones de carácter ácido, físico y alcalino, en la tabla 16, generada a partir de los valores
obtenidos en las tablas 14,15 y 16, en la cual se resume la información de los valores encontrados
de la cantidad de mmol/g según la concentración del tipo grupo superficial por gr de carbón.
Tabla 13. Resumen de mmol/g concentración según tipo de grupo superficial / gr de carbón
GRUPOS SUPERFICIALES
Tipo de
Carbón FENÓLICOS LACTONAS CARBOXÍLICOS
PIRONA Y CROMENO
mmol/g mmol/g mmol/g mmol/g
ÁCIDO 0.12 -0.62 -0.30 -0.07
FÍSICO 0.10 -0.59 -0.23 -0.07
ALCALINO 0.05 -0.59 -0.34 0.23
64
Tabla 14. Cálculo de grupos superficiales presentes en el carbón activado de carácter ácido
CARBÓN ACTIVADO DE CARÁCTER ÁCIDO
Reactivo
Concentración
Inicial
Masa de
Carbón
(gr)
Volumen
del
Reactivo
(mL)
Concentración
del Titulante
(Molar)
Volumen
Gastado
(mL)
Volumen
Sobrenadante
(ml)
mmoles
Iniciales
mmoles
Finales
mmoles
Consumidas
mmol
Consumidas
/g carbón
Promedio Concentración
de Grupos Superficiales
por gramo de carbón
CÁCULO PARA DETERMINAR GRUPOS FENÓLICOS
NaOH
0.08 0.50 10.00 0.10 7.61 10.00 0.82 0.76 0.06 0.12 0.12 0.08 0.50 10.00 0.10 7.61 10.00 0.82 0.76 0.06 0.12
0.08 0.50 10.00 0.10 7.64 10.00 0.82 0.76 0.06 0.11
CÁCULO PARA DETERMINAR GRUPOS LACTONAS
Na2 CO3
0.03 0.50 10.00 0.10 11.28 10.00 0.26 0.56 -0.30 -0.61 -0.62 0.03 0.50 10.00 0.10 11.63 10.00 0.26 0.58 -0.32 -0.64
0.03 0.50 10.00 0.10 11.29 10.00 0.26 0.56 -0.30 -0.61
CÁCULO PARA DETERMINAR GRUPOS CARBOXÍLICOS
NaHCO3
0.04 0.50 10.00 0.10 5.56 10.00 0.41 0.56 -0.15 -0.29 -0.30 0.04 0.50 10.00 0.10 5.52 10.00 0.41 0.55 -0.14 -0.28
0.04 0.50 10.00 0.10 5.77 10.00 0.41 0.58 -0.17 -0.33
CÁCULO PARA DETERMINAR GRUPOS PIRONA Y CROMENO
HCl
0.10 0.50 10.00 0.08 12.71 10.00 1.00 1.04 -0.04 -0.08 -0.07 0.10 0.50 10.00 0.08 12.59 10.00 1.00 1.03 -0.03 -0.06
0.10 0.49 10.00 0.08 12.51 10.00 1.00 1.03 -0.03 -0.05
65
Tabla 15. Cálculo de grupos superficiales presentes en el carbón activado de carácter físico
CARBÓN ACTIVADO DE CARÁCTER FÍSICO
Reactivo
Concentración
Inicial
Masa de
Carbón
(gr)
Volumen
del
Reactivo
(mL)
Concentración
del Titulante
(Molar)
Volumen
Gastado
(mL)
Volumen
Sobrenadante
(ml)
mmoles
Iniciales
mmoles
Finales
mmoles
Consumidas
mmol
Consumidas
/g carbon
Promedio Concentración
de Grupos Superficiales
por gramo de carbón
CÁCULO PARA DETERMINAR GRUPOS FENÓLICOS
NaOH
0.08 0.50 10.00 0.10 7.63 10.00 0.82 0.76 0.06 0.11 0.10 0.08 0.50 10.00 0.10 7.79 10.00 0.82 0.78 0.04 0.08
0.08 0.50 10.00 0.10 7.65 10.00 0.82 0.76 0.06 0.11
CÁCULO PARA DETERMINAR GRUPOS LACTONAS
Na2 CO3
0.03 0.50 10.00 0.10 11.29 10.00 0.26 0.56 -0.30 -0.61 -0.59 0.03 0.50 10.00 0.10 11.17 10.00 0.26 0.56 -0.30 -0.60
0.03 0.50 10.00 0.10 10.96 10.00 0.26 0.55 -0.29 -0.58
CÁCULO PARA DETERMINAR GRUPOS CARBOXÍLICOS
NaHCO3
0.04 0.50 10.00 0.10 5.24 10.00 0.41 0.52 -0.11 -0.23 -0.23 0.04 0.50 10.00 0.10 5.32 10.00 0.41 0.53 -0.12 -0.24
0.04 0.50 10.00 0.10 5.24 10.00 0.41 0.52 -0.11 -0.23
CÁCULO PARA DETERMINAR GRUPOS PIRONA Y CROMENO
HCl
0.10 0.50 10.00 0.08 12.80 10.00 1.00 1.05 -0.05 -0.10 -0.07 0.10 0.50 10.00 0.08 12.42 10.00 1.00 1.02 -0.02 -0.04
0.10 0.50 10.00 0.08 12.62 10.00 1.00 1.03 -0.03 -0.07
66
Tabla 16. Cálculo de grupos superficiales presentes en el carbón activado de carácter alcalino
CARBÓN ACTIVADO DE CARÁCTER ALCALINO
Reactivo
Concentración
Inicial
Masa de
Carbón
(gr)
Volumen
del
Reactivo
(mL)
Concentración
del Titulante
(Molar)
Volumen
Gastado
(mL)
Volumen
Sobrenadante
(ml)
mmoles
Iniciales
mmoles
Finales
mmoles
Consumidas
mmol
Consumidas
/g carbon
Promedio Concentración
de Grupos Superficiales
por gramo de carbón
CÁCULO PARA DETERMINAR GRUPOS FENÓLICOS
NaOH
0.08 0.50 10.00 0.10 7.93 10.00 0.82 0.79 0.03 0.05 0.05 0.08 0.50 10.00 0.10 7.88 10.00 0.82 0.79 0.03 0.06
0.08 0.50 10.00 0.10 8.10 10.00 0.82 0.81 0.01 0.02
CÁCULO PARA DETERMINAR GRUPOS LACTONAS
Na2 CO3
0.03 0.50 10.00 0.10 11.11 10.00 0.26 0.56 -0.30 -0.59 -0.59 0.03 0.50 10.00 0.10 11.11 10.00 0.26 0.56 -0.30 -0.59
0.03 0.50 10.00 0.10 11.20 10.00 0.26 0.56 -0.30 -0.60
CÁCULO PARA DETERMINAR GRUPOS CARBOXÍLICOS
NaHCO3
0.04 0.50 10.00 0.10 N/A 10.00 0.41 N/A N/A N/A -0.34 0.04 0.50 10.00 0.10 5.83 10.00 0.41 0.58 -0.17 -0.34
0.04 0.50 10.00 0.10 5.76 10.00 0.41 0.58 -0.17 -0.33
CÁCULO PARA DETERMINAR GRUPOS PIRONA Y CROMENO
HCl
0.10 0.50 10.00 0.08 10.81 10.00 1.00 0.89 0.11 0.23 0.23 0.10 0.50 10.00 0.08 10.78 10.00 1.00 0.88 0.12 0.23
0.10 0.50 10.00 0.08 N/A 10.00 1.00 N/A N/A N/A
67
Los valores negativos se interpretan como valores que no presentan esos tipos de compuestos
que se están valorando, debido a que se están cuantificando valores muy bajos de grupos
superficiales, a nivel de milimoles, es decir no hay presencia de esos grupos superficiales en la
química superficial de la muestra.
Esto también se puede explicar por la sensibilidad del método o a valores muy bajos que este
método pueda detectar o cuantificar por volumetría. Según la tabla 13, los carbones que mejor se
desempeñan para remover compuestos catiónicos como el Al3+, ya que al disociarse los grupos
predominantemente ácidos generaran el anión respectivo en la superficie que atraerá los
compuestos catiónicos presentes en aguas potables. También serían muy útiles estas dos muestras
de carbones para retener otros metales pesados, como níquel, mercurio, cromo etc.
El carbón alcalino al presentar baja afinidad a compuestos catiónicos y aumentar su capacidad
en grupos pirona y cromeno, se convierten en ideales para retener también compuestos alcalinos o
con valencia negativa, es decir preferiblemente aniónicos, lo que hace muy versátil para retener
otros tipos de contaminantes presentes en agua.
Estos resultados son valiosos en la medida que, al conocer más sobre la química superficial de
este tipo de materiales, se pueden orientar a su mejor uso con un mejor desempeño en ciertos tipos
de contaminantes que se puedan presentar en muestras de agua cruda o también contaminada.
68
15 CONCLUSIONES
• Se realizó el montaje del método analítico Boehm incluyendo listado de materiales y
diagramas de flujo en donde se muestra el procedimiento de preparación de reactivos,
estandarización, titulación y caracterización de la química superficial para carbones
activados a base de cascara de mangostino u otros tipos de carbones usados en plantas de
tratamiento de agua potable.
• El hidróxido de sodio se usa para determinar la cantidad de grupos fenólicos y de acuerdo
con los resultados obtenidos, el carbón activado de carácter ácido presenta mayor cantidad
de estos grupos (0.12 mmoles/g) lo que indica que contribuye en mayor medida con la
neutralización de sustancias de tipo básico o de carga positiva.
• El ácido clorhídrico se usa para determinar la cantidad de grupos de pirona y cromeno,
cuyos resultados obtenidos indican que el carbón activado de carácter alcalino presenta
mayor cantidad de estos grupos (0.23 mmoles/g) lo que indica que contribuye en mayor
medida con la neutralización de sustancias de tipo ácida.
• En la caracterización química de los carbones activados hechos a partir de cascara de
mangostino por medio del método analítico Boehm, se determinó que los carbones
activados de carácter acido pueden llegar a ser contribuyentes en la retención de Al3+,
elemento presente en el agua de la planta de tratamiento de ACUALCOS, ya que gracias
a su química superficial acida y por consiguiente aniónica tiene la capacidad de atraer
compuestos iónicos, generando así una neutralización de dicho compuesto, adicionalmente
sus cavidades porosas aumentan la efectividad de adsorción de este elemento, por lo cual
se concluye que el carbón activado de carácter acido es un elemento útil para la fabricación
69
de filtros aplicables en dicha planta de tratamiento y otras plantas que presenten
características físico-químicas similares.
• El papel principal de la ingeniería civil es brindar soluciones para atender las necesidades
básicas de la población bien sea en infraestructura como es el desarrollo de vías,
edificaciones entre otros, por otra parte, la ingeniería aporta grandes soluciones en el
abastecimiento de servicios públicos como es el caso del agua, la cual debe brindarse en
cantidad y calidad, de esta manera las plantas de tratamiento juegan un papel fundamental
ya que este recurso puede contener gran variedad de contaminantes, razón por la cual se
hace necesario encontrar nuevas tecnologías, las cuales aporten a la disminución de dichos
contaminantes, una de ellas son los carbones activados los cuales dependiendo del material
base y el tipo de proceso de activación le provee a este distintas características para poder
interaccionar de forma específica con el compuesto a adsorber y de esta manera usar
determinado tipo de carbón activado para eliminar los compuestos indeseados en el agua
de cualquier planta de tratamiento. Teniendo en cuenta lo anterior, el papel que juega
nuestra investigación para el desarrollo de un ingeniero en formación es que brinda
herramientas que contribuyan a obtener resultados óptimos y eficaces utilizando estos
resultados como base para un estudio o utilizando los procedimientos de laboratorio para
elaborar su propia investigación y caracterización específica con el carbón activado que
desee.
16 RECOMENDACIONES
• Se recomienda extender éste método a otros tipos de materiales para determinar su
comportamiento y evaluar su utilidad para mejorar aspectos de diseño del método.
70
• También es recomendable correr paralelamente un patrón o material de referencia para
determinar posibles errores que el método pueda presentar y que en el presente trabajo no
se alcanzan a determinar.
• Entregar los procedimientos ya establecidos a los laboratorios institucionales de la
Universidad Piloto y socializar y capacitar a los laboratoristas para que futuros usuarios
puedan disponer de ellos y así puedan ser útiles en procesos de investigación y también se
puedan incorporar a prácticas en docencia.
71
17 BIBLIOGRAFÍA
Boehm, H. (1994). Some Aspects Of The Surface Chemistry of Carbon Blacks and Other Carbons.
Germany: Institut fur Anorganische Chemie der Univeritat Munchen.
Butenandtstr. 5 –13, 8. M. (2001). Surface oxides on carbon and their analysis: a critical
assessment. . En Universita¨t Mu¨nchen (págs. 145-149). Germany: Department Chemie.
Caracela Yucra, P. G. (2017). Efecto del carbón activado de lenteja de agua (Lemna sp.) en la
remoción de cloro residual del agua en la industria de bebidas. UNAP.
Carolina González, R. R. (2017). Modificación de la química superficial de los materiales
carbonosos. Un aspecto clave para mejorar sus aplicaciones. España: Instituto
Universitario de Materiales de Alicante, Apartado 99, 03080.
D.I. Rai, B. S. (1987). Chromium(III) hydrolysis constants and solubility of chromium(III)
hydroxide, Inorg. 345-355. Chem 26.
Fonseca, R. (2012). Preparación de los Materiales Porosos, Carbonosos y Ceramicos, para la
Adsorción de Ni2+ y Cr3+ desde Solucion Acuosa. Tesis, Universidad de los Andes,
Bogotá.
Fonseca, R. (2012). Preparación De Materiales Porosos, Carbonosos y Ceramicos, para La
Adsorcion de Ni2+ y Cr3+ Desde Solucion Acuosa. Bogotá: Universidad Piloto de
Colombia.
H, & Rodríguez-Reinoso, F. (2005). Porosity in Carbons: Modeling En: Activated Carbon Marsh.
H.P, B. ((2002)). Surface oxides on carbon and their analysis: a critical assessment. Carbon 40(2)
72
(2002), 145-149.
H.P, B. (2002). Carbon 40(2). 145-149.
H.P., B. (2001). Surface oxides on carbon and their analysis: a critical assessment. Carbon 40(2)
- 145-149.
Hengyi, S. (2021). Shandong Hengyi kaifeng Machinery Co.,Ltd. Obtenido de
http://es.xhykf.com/rotary-carbonization-furnace/
Infoagro, R. (2015). InfoAgro. Obtenido de
https://www.infoagro.com/documentos/el_cultivo_del_mangostan.asp
ISPRO. (2021). Innovación y Solución en Proyectos ISPRO. Obtenido de
https://www.ispro.com.mx/filtro-carbon-activado/
J.L., F. (2010). El papel de la química de superficies en la catálisis con carbonos. ScienceDirect,
2-7.
Juan Moreno, L. N. (2007). Adsorción de Fenol y 3-Cloro Fenol sobre Carbones Activados
mediante Calorimetría en Inmersión. Bogotá: Info.
M, V. (1971). Carbon 1971. Boehm HP., 9(4):481–8.
Ministerio de Protección Social, M. d. (2017). Resolucion 2115 del 2017. Bogotá: Republica de
Colombia.
Ministerio de Vivienda, C. y. (2017). Resolucion 0330 del 2017. Bogotá: Republica de Colombia.
Moreno, C. A. (2019). Propuesta técnico económica para el aprovechamiento integral del fruto
73
de mangostino (Garcinia mangostana) en aplicaciones alimentarias. Bogotá: Universidad
Nacional de Colombia.
Ortega, V. (19 de Abril de 2017). El mangostino, un tesoro de la medicina natural . El Espectador.
Porous Carbons In Adsorption And Catalysis. En: Handbook of Surfaces and Interfaces of
materials. (2001). En S.-e. A. Rodríguez-reinoso F, Ed Nalga HS. Vol 5 (págs. 309-355).
New York: Academic Press.
Rodríguez Reinoso F, S.-e. A. (2001). Porous Carbons In Adsorption and catalysis. En: Handbook
of Surfaces and Interfaces of materials. New York: Ed Nalga HS. Vol 5, 309-355
Academic Press. .
Rodriguez-Reinoso F., M.-S. M. ((1992) 2707-2713). Effect of microporosity and oxygen surface
groups of activated carbon in the adsorption of molecules of different polarity. Obtenido
de ACS Publications: https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/j100185a056
Rouquerol F., R. J. (1999). Adsorption by Powders and Porous Solids. San Diego: Academic Press.
Salazar, C. (2016). Modelación matemática del proceso de activación de Carbón vegetal el horno
cilindrico rotatorio . Cuba: Mineria & Geologia.
Tepsuttinun, W. (2020). 123RF. Obtenido de Foto de archivo - Carbón activado granular para filtro
de agua: https://es.123rf.com/photo_36862276_carb%C3%B3n-activado-granular-para-
filtro-de-agua-en-el-fondo-blanco.html
Wu. Y, Z. S. (2008). Adsorption of chromium(III) on lignin.
![[2011] Boehm & Mitchell - Cartas](https://static.fdocuments.es/doc/165x107/55cf9cc3550346d033aaf5cc/2011-boehm-mitchell-cartas.jpg)
