UNIVERSIDAD NACIONAL DE JULIACA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL Y FORESTAL
INFORME DE LABORATORIO N° 2
ASIGNATURA: QUIMICA AMBIENTAL TEMA: DETERMINACION DE CO2 EN MUESTRAS DE GASES DE COMBUSTIÓN ELABORADO POR: Jhenry Valdir Sucasaire Cayo
DOCENTE ENCARGADO: ing. Constantin Constantin Mamani Mamani
SEMESTRE: III
JULIACA-2018
I.
OBJETIVOS: Demostrar la existencia de CO2 en muestras de gases de
combustión Determinar la concentración de CO2 en un volumen de gas por
titulación. Proporcionar pautas para el muestreo y análisis de gases.
II.
INTRODUCCIÓN: El dióxido de carbono CO2 es un constituyente natural del aire. Como contaminante es producido por la combustión de derivados del petróleo, sus fuentes principales antropogénicas son la combustión de carburantes en fuentes estacionarias y el parque automotor. Aunque
no
es
tóxico,
cuando
se
presenta
en
grandes
concentraciones si resulta peligroso, teniendo como efectos el causar la molestia para la visibilidad y la respiración. El aumento de la concentración de CO2 en la troposfera provoca un recalentamiento de la superficie terrestre, con repercusiones importantes en los climas regionales. Aunque el dióxido de carbono es uno de los componentes de la atmósfera (aproximadamente el 0,03% del aire), su importancia para la biosfera es fundamental, ya que constituye la principal fuente de carbono de que disponen los organismos. Las plantas utilizan el dióxido de carbono para obtener materia orgánica.
Todos los organismos al realizar la respiración
devuelven a la atmósfera parte del dióxido de carbono. El CO2 realiza otra función muy importante: absorbe parte de la radiación emitida por la superficie terrestre e impide que se difunda y se pierda en el espacio extraterrestre. Esta función se denomina efecto invernadero, pues se parece a la función que el vidrio o el plástico realizan en los invernaderos. El CO2 se forma al quemar los combustibles de origen orgánico, como los carbones y los hidrocarburos fósiles. Asimismo, todos los organismos lo producen en su metabolismo oxidado. Desde que se inició la revolución industrial, el hombre ha quemado ingentes cantidades de
combustibles orgánicos y ha provocado la acumulación de CO2 en las capas bajas de la atmósfera. En los últimos años, la concentración de CO2 crece, en algunas zonas, a razón de algunas partes por millón al año. El aumento de la concentración de CO2 en la troposfera provoca un recalentamiento de la superficie terrestre, con repercusiones importantes en los climas regionales: unas zonas se desertizarán, mientras que otras tendrán cambios radicales en su régimen pluviométrico. Asimismo, se ha calculado que la fusión total o parcial de los casquetes polares producirá un aumento del nivel de los océanos, con la consiguiente inundación de numerosas zonas litorales, actualmente muy pobladas y con gran actividad económica.
III.
FUNDAMENTO TEORICO: La absorción es una operación unitaria de transferencia de materia que consiste en poner un gas en contacto con un líquido para que éste disuelva determinados componentes del gas, que queda libre de los mismos. La absorción puede ser física o química, según si el gas se disuelve en el líquido absorbente o reaccione con él dando un nuevo compuesto químico. La desorción o “stripping” es la operación unitaria contraria a la absorción. En ella un gas disuelto en un líquido es arrastrado por un gas inerte siendo eliminado del líquido. Muchos procesos industriales de absorción van acompañados de una reacción química. Es especialmente común la reacción en el líquido del componente absorbido y de un reactivo presente en el líquido absorbente. Algunas veces, tanto el reactivo como el producto de la reacción son solubles, como en la absorción del dióxido de carbono en una solución acuosa de etanol aminas u otras soluciones alcalinas. Por el contrario, los gases de las calderas que contienen dióxido de azufre pueden ponerse en contacto con lechadas de piedra de caliza en agua, para formar sulfito de calcio insoluble. En la siguiente práctica, nos centraremos en un proceso de absorción del dióxido de carbono (CO2), en una solución alcalina de Ba(OH)2.
IV.
V.
MATERIALES Matraces
REACTIVOS:
01
01
01
02
01
01
01
01 equipo para captación de gases de combustión
Erlenmeyer
probeta pipetas Vasos
100
de
graduadas de
de
precipitados
Bureta Pinzas
100 de de
mL mL
5
y
10mL
100
y
250mL
de
25mL
para
bureta
Soporte
universal
REACTIVOS
VI.
Y
Agua
destilada
Hidróxido de bario 0,1 N
PROCEDIMIENTO
EXPERIMENTAL
Campo de Aplicación Se hace circula el aire contaminado a través de una solución adsorbente de hidróxido de bario. Si el aire contiene CO2 se deberá formar carbonato de bario. El hidróxido de bario no empleado en esta reacción se podrá valorar con ácido oxálico, utilizando fenolftaleína como indicador. Conociendo la cantidad de hidróxido de bario que no ha reaccionado con el CO2 se sabe el resto que si lo ha realizado y en consecuencia la cantidad de CO2 que ha circulado por el líquido adsorbente.
1. CAPTURA DEL GAS 1.1.
Primeramente necesitaremos de un globo, como equipo para la captura del gas de combustión.
1.2.
Colocamos el equipo de captura del gas en el tubo de escape de una moto taxi que es una fuente de gases de combustión.
1.3.
Cerramos las válvulas de modo que el gas quedo atrapado en el interior.
Seguidamente preparemos la solución teniendo en cuenta el PM que es de 315,34 g/mol y que se dará con 0,1 N. Para así poder obtener la masa que deberemos de utilizar para preparar la solución.
0,1 =2. ) 0,1 =2(315,34.0,1 =1,5767 Ya habiendo obtenido la cantidad que necesitaremos para preparar la solución, proseguiremos a pesar en la balanza la masa indicada. Seguidamente prepararemos la solución con agua destilada.
2. DETERMINACION DE CO2 2.1. Colocamos 50 mL de solución adsorbente de Ba(OH)2 en un burbujeador , conectado al globo con muestra de gas. Que previamente será sellado con un corcho que deberá de tener dos orificios
para
así
poder
realizar
lo
siguiente.
2.2. Hicimos pasar el aire contaminado a través de la solución. La cantidad de aire que pasa depende del volumen captado. 2.3. Culminado el procedimiento, trasvasamos la solución a un matraz Erlenmeyer de 250 mL. Proseguimos a rotular nuestro matraz.
VII.
RESULTADOS El volumen de aire utilizado es de 162 m 3. Al no concluir con todos los experimentos programados a falta de un reactivo, tuvimos que posponer dicho hecho.
VIII.
CONCLUSIONES Las conclusiones a las que se ha llegado en esta práctica son que al final del experimento se observó que si esta solución está demasiado
turbia, indica que se ha formado el carbonato de bario y en consecuencia el aire tiene un alto grado de contaminación por CO2. El CO2 a pesar de tener gran importancia, principalmente en el proceso de fotosíntesis, también tiene efectos dañinos c omo irritación en la piel, efecto punzante en los ojos, respuesta deficiente del sistema circulatorio para ejercitarse, una caída de la presión sanguínea, consumo de oxígeno disminuido y deficiencia de la atención, todos estos efectos son algunos de la exposición a altos niveles de concentración de CO2.
IX.
CUESTIONARIO 1. Determine la concentración de CO2 en la muestra de gas. 2. Que función tiene la adición de ácido oxálico en el procedimiento y por qué se afirma que 1 ml de ácido equivale a 1 mg de CO2 El ácido oxálico tiene la función de indicar la cantidad de CO2 que se encuentra en un determinado volumen, neutralizando la solución, haciendo reaccionar al acido base. Una de sus propiedades químicas indica: En solución acuosa es sensible a la luz y al aire, formando dióxido de carbono. Además: Se deshidrata de forma intramolecular en medio ácido: Ácido oxálico + CO → CO2 + H2O 3. Explique por qué la concentración del ácido oxálico debe ser de 0,0454N Se deshidrata de forma intramolecular en medio ácido: Ácido
oxálico
Reacciona
con
+
CO bases
→
CO2 +
formando
H2O oxalatos:
HCOO - COOH + BA(OH)2 → 2H2O + [Ba][COO - COO][Ba] 4. Explique las reacciones de formación en el procedimiento Al conectar el globo a la solución d BA(OH)2, lo que se obtuvo fue el carbonato de bario, dado por la siguiente reacción: BA(OH)2 + CO2
BaCO3+ H2O
Posteriormente al valorar con acido oxálico lo que ocurrio fue lo siguiente: H2C2O4 + BaCO3+H
CO2+Ba
5. Investigue el destino final del CO2. Principalmente el CO2 es captado por las plantas para el proceso de fotosíntesis, por otra parte este gas se concentra en la atmosfera, las mediciones directas de la concentración de CO2 en el aire se deduce que, en la actualidad, el carbono en la atmósfera aumenta de media unos 4 PgC al año. Sin embargo, las emisiones antrópicas de carbono superan los 9 PgC. Por lo tanto, menos del 50 % del carbono emitido artificialmente es retenido en la atmósfera. Parte de lo que falta pasa al mar, en donde nutre al plancton. Otra parte del carbono pasa a la biomasa continental, que, a pesar de la deforestación tropical, en su cómputo global está aumentando.
