Laboratorio Integral - Sedimentación

1. Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico de Mexicali
Materia: Laboratorio Integral I
Profesor: Rivera Pasos Norman Edilberto
Práctica # 4: Sedimentación.
Integrantes:
Gamboa Coronel Joel
Espinoza García Jorge Armando
Medina Padilla Sarah Elizabeth
Sandoval Hernández Diana
Carrera: Ing. Química
Mexicali B.C. A 24 de febrero del 2017.

2. Título: Sedimentación.
Objetivo: Determinar experimentalmente la velocidad de sedimentación de la
arena disuelta en agua.
Objetivos específicos:
 Calcular el tiempo de sedimentación de la arena.
 Graficar tiempo contra altura para obtener las pendientes.
 Utilizar el método de Coe y Clevenger para obtener las velocidades de
sedimentación.
Marco teórico
Sedimentación
Se trata de una operación de separación sólido-fluido en la que las partículas sólidas
de una suspensión, más densas que el fluido, se separan de éste por la acción de
la gravedad. Es una operación controlada por la transferencia de cantidad de
movimiento.
En algunos casos, como cuando existen fuerzas de interacción entre las partículas
y éstas son suficientemente pequeñas (suspensiones de tipo coloidal), la
sedimentación natural no es posible, debiendo antes proceder a la floculación o
coagulación de las partículas.
Para que la sedimentación sea viable en la práctica, el tamaño de las partículas y
su concentración en la suspensión deben tener unos valores mínimos, del orden de
1-10 micras y 0,2% de sólido en la suspensión.
La sedimentación se utiliza para separar las partículas sólidas dispersas en un
líquido. La diferencia de densidades entre las partículas sólidas y el líquido hace
que, aunque éste último tenga un movimiento ascendente y las partículas sólidas
sedimenten, depositándose en el fondo de donde son eliminadas en forma de lodos.
La viscosidad del líquido frena las partículas sólidas, que deben vencer el
rozamiento con el líquido en el movimiento de caída.
En este proceso las partículas sólidas ceden parte de su cantidad de movimiento a
las moléculas del líquido de su alrededor. Cuanto mayor sea la viscosidad del
líquido, tanto más se frena el movimiento de las partículas. Las moléculas del
líquido, aceleradas por contacto con el sólido transmiten su movimiento a capas de
líquido más alejadas debido a las interacciones intermoleculares, de las que la
viscosidad es una medida. La operación de sedimentación está, pues, controlada
por el transporte de cantidad de movimiento.

3. Aplicaciones
La sedimentación es muy empleada en procesos de separación.
Una aplicaciónde especial interés se produce en el tratamiento de aguas residuales,
donde puede realizarse de dos formas: la sedimentación simple y la sedimentación
inducida o decantación.
La Sedimentación Simple tiene por objeto reducir la carga de sólidos sedimentables
cuyos tamaños de partícula son relativamente grandes. Mediante esta operación se
eliminan partículas simples, no aglomerables, por disminución de la velocidad y
turbulencia del fluido, es decir, la eliminación se da simplemente, cuando la fuerza
de gravedad que obra sobre las partículas prevalece sobre la fuerza de arrastre del
fluido. Esta operación se realiza en unidades conocidas como "desarenadores" o
"clarificadores".
La Sedimentación Inducida, se refiere a la sedimentación de partículas coloidales,
cuya coagulación o aglomeración, ha sido inducida previamente por agentes
químicos, tales como alumbre o hidróxido férrico, entre otros. Esta operación se
realiza en unidades llamadas decantadores. La decantación es inherente a la
coagulación y a la floculación.
Dispositivos sedimentadores
Los dispositivos construidos para que se produzca la sedimentación en ellos son:
 Desarenador: diseñado para que se sedimenten y retengan solo partículas
mayores de un cierto diámetro nominal y en general de alto peso específico
(arena);

4.  Sedimentadores o decantadores, normalmente utilizados en plantas de
tratamiento de agua potable, y aguas residuales o servidas;
Presas filtrantes: destinadas a retener los materiales sólidos en las partes altas de
las cuencas hidrográficas
Materiales
 4 probetas de 250 ml
 3 vasos de precipitado de 250ml?
 3 espátulas
 Balanza analítica
 Cronometro
 Regla
Reactivos
 Agua
 Maicena
 Arena
 Carbón activado
Procedimiento
Saber que material el mejor:
1. Se pesan en los vasos de precipitado 30g de maicena, arena y carbón
activado.
2. Llenar las 3 probetas a 150 ml de su capacidad
3. Verter los sólidos uno por probeta
4. Medir altura total
5. Mezclar intensamente la probeta y comenzar a cronometrar tiempo
6. Hacer medición inicial de la suspensión
7. Cada determinado tiempo realizar medición de la suspensión hasta llegar a los
25 minutos
8. Determinar que material el mejor
Pruebas con el material elegido:
9. Se pesan en los 3 vasos de precipitado 3 cantidades diferentes de arena 30 gr,
45 gr y 60 gr.
10.Llenar las 3 probetas a 200 ml de su capacidad
11.Repetir los pasos 3 – 6
12.Cada 5 minutos realizar medición de la suspensión hasta llegar a 1 hora
13.Registrar datos

5. 14.Al terminar se desechan los líquidos con suspensión. Se lavan las probetas y
los vasos de precipitado para entregarlos limpios al encargado de Laboratorio.
Cálculos y resultados.
Muestra 1 (30.005 grs)
tiempo(min) altura (cm)
0 20.2
5 18.8
10 18.2
15 18.2
20 18.2
25 18.2
30 18.2
35 18.2
40 18.2
45 18.2
50 18.2
55 18.2
60 18.2
m1= -0.28
Muestra 2 (45.0095 grs)
tiempo altura
0 20.6
5 19.4
10 18.7
15 18.3
20 18.3
25 18.3
30 18.3
35 18.3
40 18.3
45 18.3
50 18.3
55 18.3
60 18.3
m2= -0.24
h=-
0.28t+20.2
20.20
18.80
17.40
16.00
14.60
13.20
11.80
10.40
9.00
7.60
6.20
4.80
3.40
h=-
0.24t+20.6
20.60
19.40
18.20
17.00
15.80
14.60
13.40
12.20
11.00
9.80
8.60
7.40
6.20

6. Velocidad de sedimentación
Muestra 1 0.03333333 cm/min 5.55556E-06 m/s
Muestra 2 0.03833333 cm/min 6.38889E-06 m/s
Muestra 3 0.05833333 cm/min 9.72222E-06 m/s
vpromedio= 7.22222E-06 m/s
Muestra 3 (60.0207 grs)
tiempo altura
0 21
5 20.5
10 19.5
15 17.5
20 17.5
25 17.5
30 17.5
35 17.5
40 17.5
45 17.5
50 17.5
55 17.5
60 17.5
m3= -0.1
h=-0.1t+21
21.00
19.80
18.60
17.40
16.20
15.00
13.80
12.60
11.40
10.20
9.00
7.80
6.60
0
5
10
15
20
25
0 20 40 60 80
Muestra 1
Muestra 2
Muestra 3
m1
m2
m3
C1
C2
C3

7. Análisis:
Para calcular la velocidad de sedimentación se utiliza el método de Coe y
Clevenger, el cual grafica el tiempo de sedimentación contra altura después se
calculan las pendientes que coinciden con las velocidades de sedimentación.
Conclusión:
En esta práctica se concluye que el tiempo de sedimentación de la arena en agua
fue de 7.22x10-6 m/s en promedio de las tres muestras tomadas, como se puede
ver en las fotografías el tiempo de sedimentación de la arena es muy tardado y
aunque no se tuvo una separación completa se puede observar las una
separación notable entre las dos sustancias después de los 30 minutos de haber
hecho la agitación.