Adsorción

CURSO-TALLER: REMOCIÓN DE ARSÉNICO EN AGUAS FUNDAMENTOS DE ADSORCION

FUNDAMENTOS DE ADSORCIÓN

Dr. Roberto Leyva Ramos
Centro de Investigación y Estudios de Posgrado Centro de Investigación y Estudios de Posgrado Centro de Investigació Facultad de Ciencias Químicas Facultad de Ciencias Químicas Facultad de Ciencias Quí Universidad Autónoma de San Luis PotosíUniversidad Autónoma de San Luis Potosí Universidad Autó noma de San Luis Potosí

1. INTRODUCCIÓN
1. 1 ADSORCIÓN
Adsorbente Adsorción es la acumulación preferencial de una substancia en una fase liquida o gaseosa sobre la superficie de un sólido (IAS) Los procesos de adsorción son ampliamente usados en muchas aplicaciones industriales y en la purificación de agua potable o tratamiento de agua residual Adsorbato o soluto

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1.2 PROCESO DE ADSORCIÓN
Un proceso de adsorción involucra la separación de una substancia en una fase fluida acumulando la sustancia en la superficie del adsorbente sólido Los procesos de adsorción son empleados para purificar y separar substancias

1.3 CARACTERÍSTICAS DE LOSADSORBENTES
Un adsorbente deberá tener una gran capacidad de adsorción y rápida velocidad de adsorción Gran área superficial o volumen de microporos Estructura porosa para que las moléculas del adsorbato se transporten a los sitios activos Microporos d < 2 nm Mesoporos 2 < d < 50 nm Macroporos d > 50 nm

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1.4 ADSORBENTES COMERCIALES
Carbón Activado $1 Mil Millones Zeolitas Tamices Moleculares $100 Millones Gel de Sílice $27 Millones Alúmina Activada $26 Millones
Carbón Activado

Alúmina Activada

1.5 CARBÓN ACTIVADO
Historia En Egipto se usan carbones de madera (wood charcoals) con fines medicinales ¿Qué es el carbón activado? El carbón activado se preparaa partir de materiales que contienen carbón, tales como carbón mineral (antracita, bituminoso, lignito), madera, cáscara de coco, residuos agricolas, etc … Fabricación de carbón activado Pirolisis o carbonización Activación con gases oxidantes

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1.6 APPLICACIONES DEL CARBÓNACTIVADO
Fase Liquida Tratamiento de agua potable y residual Alimentos y bebidas carbonatadas Hidrometalurgia Productos químicos y farmacéuticos
Fase Gaseosa Purificación de gases Purificación de aire Recuperación de solventes Catalizadores Producción de gases Tratamiento de gases de combustión Celdas combustibles

2. ISOTERMA DE ADSORCIÓN
Definición: La  Isoterma  de  Adsorción  es  la relación  matemática  entre  la  masa  de  soluto  adsorbido  y  la  concentración  del  soluto  en  la  solución una vez que se ha alcanzado el equilibrio. Concentración del 
Adsorbente soluto en solución,  mg/L

Soluto q = Masa del soluto adsorbido, mg/g

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2.1 METODOLOGIAPARA OBTENER DATOS DE EQUILIBRIO DE ADSORCION

1. 2. 3.

Baño de temperatura constante Bañ Adsorbedor Recirculador de agua

4. 5. 6.

Placa de agitación magnética agitació magné Adsorbente Barra de agitación agitació

Figura 1. Adsorbedor experimental de lote. Bolsa con adsorbente

2
1. 2. 3. 4. Baño de temperatura constante Recirculador de agua Adsorbedor Adsorbente

25 °C

34

1

Figura 2. Adsorbedor experimental de lote. Tubo de centrifuga

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Balance de masa del adsorbato:

q=

V0 (C A0 − C Af ) m
N

q=

V0C A0 − Vf C Af − ∑ Vi C Ai
i =1

m

Vf = Vo − ∑ Vi + Va
i =1

N

2.2. MODELOS DE ISOTERMAS DE ADSORCIÓN...