Preparación de catalizadores

PREPARACIÓN DE CATALIZADORES[pic 1]

PRÁCTICAS EXPERIMENTACIÓN II

GRUPO 11

 Eva Piedrabuena Masero

 Javier Rocha Acevedo

 Alba Sánchez Heredero

 María Santiago Rodríguez

ÍNDICE

1. OBJETIVO        2
2. CÁLCULOS Y RESULTADOS.        2

1. Comentar las diferencias existentes entre los tres métodos de preparación de catalizadores utilizados en la práctica y relacionarlas con las diferentes propiedades de los sólidos obtenidos.        5
2. Con los datos de la isoterma de adsorción de N2, representar P/V (P0-P) vs P/P0 y calcular Vm y C.        14
3. Cálculo de la superficie específica de cada sólido (Sg) a partir del valor de Vm obtenido        18
4. Comentar y comparar los resultados obtenidos en los análisis de adsorción: tamaño de poros, distribución de poros y superficie específica y relacionarlos con las diferencias existentes en el método de preparación de cada material.        20

1. CONCLUSION        23
2. BIBLIOGRAFÍA        24

1. OBJETIVO

Esta práctica consiste en la preparación de soportes catalizadores amorfos mediante el método sol-gel e hidrólisis ácida obteniendo un material mesoestructurado con el método sol-gel.

También se utiliza la técnica adsorción de N2 a 77K y la ecuación BET para la caracterización de los materiales obtenidos.

1. CÁLCULOS Y RESULTADOS.

Para poder realizar la preparación de los catalizadores, se debe calcular, en primer lugar las disoluciones patrón, de las cuáles se recoge una cantidad que corresponde a los reactivos de las distintas reacciones.

Antes de empezar los cálculos se observa que puesto que se tratan de reacciones ácido-base el dato que se da acerca de la normalidad corresponde al dato de moralidad.

Se debe calcular 4 disoluciones, que son las siguientes:

- 250 mL de HCl 0,05N.

A partir del volumen y de la molaridad se obtiene el número de moles:

𝑀𝑜𝑙𝑎𝑟i𝑑𝑎𝑑 =        𝑛º 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠[pic 2]

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑑i𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐ió𝑛

→ 𝑛º 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 = 𝑀𝑜𝑙𝑎𝑟i𝑑𝑎𝑑 ∙ 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑i𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐ió𝑛

𝑛º 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 = 0,05𝑀 ∙ 250 𝑚𝐿 ∙        1 𝐿[pic 3]

1000 𝑚𝐿

= 0,0125 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙

Con el nº de moles calculados y conociendo la masa molecular del HCl se obtienen los gramos necesarios:

𝑛º 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 =        𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜[pic 4]

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟

→ 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 𝑛º 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 ∙ 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟

𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 0,0125 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 ∙ 36,5 𝑔[pic 5]

𝑚𝑜𝑙

= 0,45 𝑔 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙

Debido a que industrialmente el HCl se encuentra un 35% concentrado, se calculan los gramos que corresponden:

% 𝑚𝑎𝑠𝑎 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 → 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

[pic 6]        [pic 7]

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙        % 𝑚𝑎𝑠𝑎

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 0,45 = 1,28 𝑔 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 0,32[pic 8]

Por último, conociendo el valor de la densidad se puede calcular el volumen necesario para la realización de la primera disolución patrón.

𝐷𝑒𝑛𝑠i𝑑𝑎𝑑 (𝜌) =        𝑚𝑎𝑠𝑎 (𝑔)[pic 9]

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 (𝑐𝑚3)

→ 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 (𝑐𝑚3) =        𝑚𝑎𝑠𝑎 (𝑔)

𝑑𝑒𝑛𝑠i𝑑𝑎𝑑 (𝜌)[pic 10]

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 =        1,28 𝑔[pic 11]

1,19 𝑔/𝑐𝑚3

= 10,7 𝑐𝑚3

- 250 mL de HCl 0,5N.

En este apartado se utiliza un método similar al utilizado anteriormente. Se calcula el número de moles a partir de los datos dados:

𝑀𝑜𝑙𝑎𝑟i𝑑𝑎𝑑 =        𝑛º 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠[pic 12]

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑑i𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐ió𝑛

→ 𝑛º 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 = 𝑀𝑜𝑙𝑎𝑟i𝑑𝑎𝑑 ∙ 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑i𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐ió𝑛

𝑛º 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 = 0,5𝑀 ∙ 250 𝑚𝐿 ∙        1 𝐿[pic 13]

1000 𝑚𝐿

= 0,125 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙

Con el nº de moles calculados y conociendo la masa molecular del HCl escritas en la botella que contiene el producto se obtienen los gramos necesarios:

𝑛º 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 =        𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜[pic 14]

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟

→ 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 𝑛º 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 ∙ 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟

𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 0,125 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 ∙ 36,5 𝑔[pic 15]

𝑚𝑜𝑙

= 4,56 𝑔 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙

Debido a que industrialmente el HCl se encuentra un 35% concentrado, se determinan los gramos que corresponden:

% 𝑚𝑎𝑠𝑎 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 → 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

[pic 16]        [pic 17]

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙        % 𝑚𝑎𝑠𝑎

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 04,56 = 13,03 𝑔 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙[pic 18]

0,32

Por último, conociendo el valor de la densidad se puede calcular el volumen necesario para la realización de la primera disolución patrón.

𝐷𝑒𝑛𝑠i𝑑𝑎𝑑 (𝜌) =        𝑚𝑎𝑠𝑎 (𝑔)[pic 19]

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 (𝑐𝑚3)

→ 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 (𝑐𝑚3) =        𝑚𝑎𝑠𝑎 (𝑔)

𝑑𝑒𝑛𝑠i𝑑𝑎𝑑 (𝜌)[pic 20]

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 =        13,03 𝑔[pic 21]

1,19 𝑔/𝑐𝑚3

= 10,95 𝑐𝑚3

- 250 mL de NH3 1N-

En este apartado se sa un método similar a los utilizados anteriormente teniendo en cuenta que tanto la densidad , como el porcentaje en masa, como la masa molecular corresponden al amoniaco.

Se calcula el número de moles a partir de los datos dados:

𝑀𝑜𝑙𝑎𝑟i𝑑𝑎𝑑 =        𝑛º 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠[pic 22]

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑑i𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐ió𝑛

→ 𝑛º 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 = 𝑀𝑜𝑙𝑎𝑟i𝑑𝑎𝑑 ∙ 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑i𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐ió𝑛

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