Adsorción

La adsorción es un proceso por el cual átomos, iones o moléculas son atrapadas o retenidas en la superficie de un material -en contraposición a la absorción, que es un fenómeno de volumen-. Es decir es un proceso en el cual un contaminante soluble (adsorbato) es eliminado del agua por contacto con una superficie sólida (adsorbente). El proceso inverso a la adsorción se conoce como desorción.
Enquímica, la adsorción de una sustancia es su acumulación en una determinada superficie interfacial entre dos fases. El resultado es la formación de una película líquida o gaseosa en la superficie de un cuerpo sólido o líquido.
Considérese una superficie limpia expuesta a una atmósfera gaseosa. En el interior del material, todos los enlaces químicos (ya sean iónicos, covalentes o metálicos) delos átomos constituyentes están satisfechos. En cambio, por definición la superficie representa una discontinuidad de esos enlaces. Para esos enlaces incompletos, es energéticamente favorable el reaccionar con lo que se encuentre disponible, y por ello se produce de forma espontánea.
La naturaleza exacta del enlace depende de las particularidades de los especímenes implicados, pero el materialadsorbido es generalmente clasificado como fisisorbido o quimisorbido
La cantidad de material que se acumula depende del equilibrio dinámico que se alcanza entre la tasa a la cual el material se adsorbe a la superficie y la tasa a la cual se evapora, y que normalmente dependen de forma importante de la temperatura. Cuanto mayor sea la tasa de adsorción y menor la de desorción, mayor será la fracciónde la superficie disponible que será cubierta por material adsorbido en el equilibrio.
Para estos procesos, resultan interesantes materiales con una gran superficie interna, (y por lo tanto poco volumen) ya sea en polvo o granular, como el carbón activo, y llevan asociados otros fenómenos de transporte de material, como el macro transporte y micro transporte de los reactivos.

La adsorción porcarbón activado es una tecnología bien desarrollada capaz de eliminar eficazmente un amplio rango de compuestos tóxicos. Produciendo un efluente de muy alta calidad


Tipos de adsorción según la atracción entre soluto y adsorbente
Adsorción por intercambio: Ocurre cuando los iones de la sustancia se concentran en una superficie como resultado de la atracción electrostática en los lugarescargados de la superficie (p. ej. en las cercanías de un electrodo cargado).
Adsorción física: Se debe a las fuerzas de Van der Waals y la molécula adsorbida no está fija en un lugar específico de la superficie, y por ello está libre de trasladarse en la interfase.
Adsorción química: Ocurre cuando el adsorbato forma enlaces fuertes en los centros activos del adsorbente
La adsorción es el procesomediante el cual un sólido poroso (a nivel microscópico) es capaz de retener partículas de un fluido en su superficie tras entrar en contacto con éste.


Nanoporos en una muestra de carbón activo vista al microscopio electrónico.
El adsorbente dispone de nanoporos, lo que se conoce como centros activos, en los que las fuerzas de enlace entre los átomos no están saturadas. Estos centros activosadmiten que se instalen moléculas de naturaleza distinta a la suya, procedentes de un gas en contacto con su superficie. La adsorción es un proceso exotérmico y se produce por tanto de manera espontánea si el adsorbente no se encuentra saturado.
La aplicación más importante de la termodinámica de la adsorción es la de calcular los equilibrios de fase entre un sólido adsorbente y una mezcla gaseosa.En este desarrollo, por simplicidad, sólo tomaremos en consideración gases puros (monocomponentes).
La base de todo este cálculo son las isotermas de adsorción, las cuales dan la cantidad de gas adsorbido en los nanoporos como una función de la presión externa (del gas). La termodinámica sólo puede aplicarse a las isotermas de adsorción en el equilibrio. Esto significa que se debe poder llegar...