Práctica número 5 del Laboratorio de Ingeniería de Reactores I titulada Fotodegradación de Anaranjado de Metilo con Óxido de Titanio. Sigue visitándonos en: http://apuntesdeingenieriaquimica.blogspot.mx/ Trabajos, apuntes, presentaciones, libros, prácticas, exámenes y más… Facebook: https://www.facebook.com/ingquimicaindustrial

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Práctica 5. Fotodegradación de anaranjado de metilo con óxido de titanio
Objetivos
 Adquirir las habilidades adecuadas para la obtención de datos cinéticos en un proceso
fotocatalítico.
 Evaluarcómo afectaa lavelocidadde reacciónel usode un catalizadorfotosensible (TiO2)
en comparación con la fotólisis del sistema.
 Cuantificar la cantidad de anaranjado de metilo mediante espectroscopía UV-VIS.
 Establecer la factibilidad de determinar los parámetros cinéticos aplicando los métodos
matemáticos previamente analizados y adaptados a un sistema catalítico heterogéneo
(Modelo cinético de Langmuir-Hinshelwood).
Tabla 1. Datos experimentales
Tiempo
(min)
Absorbancia a λmax
= 467 nm para el
anaranjado de metilo
Fotólisis
catalítica
Sistema I
Fotólisis sin
catalizador
Sistema II
Sistema con
catalizador, sin
luz Sistema III
0 0.0515 0.0773 0.0809
12 0.0221 0.0496 0.0787
24 0.0175 0.0881 0.0815
36 - 0.0886 0.0782
48 - 0.0925 -

2. Nota: el valor resaltado en rojo se descartó debido a que es inconsistente con los demás.
Secuencia de Cálculos
𝑥 𝐶𝑜𝑛𝑐.𝐴𝑀
𝑒𝑛 𝑠𝑜𝑙′𝑛
=
𝑦 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑙𝑒í𝑑𝑎 + 0.0065
0.0671
Para el sistema I @ 𝑇 = 0 𝑚𝑖𝑛 , 𝐶𝑝𝑝𝑚 𝐴𝑀
0
= 2 𝑝𝑝𝑚
𝑥 𝐶𝑜𝑛𝑐.𝐴𝑀
𝑒𝑛 𝑠𝑜𝑙′ 𝑛
=
𝑦 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑙𝑒í𝑑𝑎 + 0.0065
0.0671
=
0.0515 + 0.0065
0.0671
= 0.86438
% 𝐴𝑀 𝑑𝑒𝑔𝑟𝑎𝑑𝑎𝑑𝑜 = 100 −
( 𝑥 𝐶𝑜𝑛𝑐.𝐴𝑀
𝑒𝑛 𝑠𝑜𝑙′ 𝑛
)(100)
𝐶𝑝𝑝𝑚 𝑑𝑒 𝐴𝑀 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜
= 100 −
(. 86438)(100)
2
= 56.78%
Tabla 2. Resultados
Tiempo
(min)
Fotólisis catalítica
Fotólisis sin
catalizador
Sistema con
catalizador, sin luz
xConc. de AM
en la solución
%AM
degradado
xConc. de AM
en la solución
%AM
degradado
xConc. de AM
en la solución
%AM
degradado
0 0.86438 56.78 1.24888 37.55589 1.302534 34.87332
12 0.42623 78.69 - - 1.269747 36.51267
24 0.35768 82.12 1.40984 29.50820 1.311475 34.42623
36 - - 1.41729 29.13562 1.262295 36.88525
48 - - 1.47541 26.22951 - -
Gráfica 1. Tiempo vs. Concentración de anaranjado de metilo
ppm de AM
en sol’n

3. Gráfica 2. Tiempo vs. % de anaranjado de metilo degradado
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
0 10 20 30 40 50 60
Fotólisis catalítica
Fotólisis sin catalizador
Sistema con catalizador, sin luz
Tiempo (min)
%AM degradado

4. Observaciones
Los valores obtenidosconel espectrofotómetro revelan que en los sistemas II y III la reacción no
se lleva a cabo puesto que la concentración de Anaranjado de Metilo permanece
aproximadamente constante a lo largo de toda la experimentación, mientras que en el sistema
con fotorreactory catalizador(TiO2) laconcentración de reactivo disminuye marcadamente en el
transcurso de la experimentación.
Conclusiones
Las concentracionesde anaranjadode metilose mantuvieron constantes para los sistemas II y III,
esdecirque la reacciónse llevó a cabo a una velocidad muy lenta en comparación con el sistema
unoy estoes debidoados razones.Enel sistemasinfuente de luz,losreactivosnotienen manera
de obtener la energía necesaria para reaccionar (energía de activación); por otra parte, en el
sistemasincatalizador,el mecanismode reacciónnose cumple conla suficientefrecuenciayal no
haber otro mecanismo para que se lleve a cabo la reacción, ésta no ocurre.
En el sistema con fuente luminosa y catalizador la reacción se lleva a cabo con una velocidad
apreciable y se identifica una disminución continua en la cantidad de anaranjado de metilo
presente en la solución.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 10 20 30 40 50 60
Fotólisis catalítica
Fotólisis sin catalizador
Sistema con catalizador, sin luz
Tiempo (min)