adsorcion de gases por carbon

José Miguel Martín Martínez

ADSORCIÓN FÍSICA
DE GASES Y VAPORES
POR CARBONES

UNIVERSIDAD DE ALICANTE

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José Miguel Martín MartínezAdsorción física de gases y vapores
por carbones
1. Grafito y carbones

Índice

Portada
Créditos
1. Grafito y carbones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1 Carbono: diamante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2 Grafito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3 Carbones . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.3.1 Nomenclatura de carbones sólidos . . . . . . . . . . 16
1.3.2 Estructura de carbones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.4 Carbones activos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.5 Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

1. Grafito y carbones

1. Grafito ycarbones

A

ntes de estudiar la adsorción física de gases y vapores en carbones es conveniente tener un idea general
de las características particulares y diferenciadoras
de los distintos carbones entre sí, comenzando por el carbono, el elemento químico que los unifica a todos, pasando por
el diamante y grafito, y finalizando con las diferentes clases
de carbones.
1.1 Carbono: diamante
Elcarbono es el elemento de número atómico 6 y peso atómico 12 uma. Es un elemento muy abundante en la corteza
terrestre, encontrándose en la naturaleza en dos formas
alotrópicas principales (aunque se han caracterizado hasta 7
formas cristalográficas distintas), el diamante y el grafito.
La estructura del diamante (1a), que puede verse en la Figura
1.1, es cúbica centrada en las caras, con unadistancia de
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José Miguel Martín Martínez
Adsorción física de gases y vapores por carbones

0.356’1 nm en la celdilla unidad; se observa que cada átomo
de carbono emplea un orbital híbrido sp3 para la formación
de un enlace a con cada uno de los cuatro carbonos contiguos. Su estructura cristalina es cúbica, semejante a la de
la blenda, razón por la cual se pensó en laposibilidad de la
existencia de otra forma hexagonal (la equivalente a la otra
forma cristalina del SZn, la wurtzita); esta estructura (1b), que
puede verse en la Figura 1.2, ha podido ser confirmada en
diamantes procedentes de algunos meteoritos, siendo dicha
forma hexagonal menos estable que la cúbica.
Las propiedades características del diamante son debidas
a que los átomos de carbono están unidosen un conjunto
tridimensional de enlaces fuertes carbono-carbono; la entropía del enlace carbono-carbono es muy alta (347.7 KJ/mol).
Como consecuencia, esta sustancia opone una gran resistencia a las acciones mecánicas o térmicas que tienden a
romper los enlaces y separar los átomos de carbono de las
posiciones que ocupan en la red cristalina. Por esta causa,
posee alta dureza (10, la másalta de la escala de Mohs),
muy alto punto de fusión (unos 3500°C, el mayor de todos
los elementos) y bajo coeficiente de dilatación térmica. Sin
embargo, el carácter dirigido del enlace covalente, que impone orientaciones definidas a los átomos en el cristal, es la
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1. Grafito y carbones

Figura 1.1. Estructura cúbica del diamante

Figura 1.2. Estructura hexagonal del...