Fisicoquimica

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INTERFASES
La mayoría de los procesos fisicoquímicos naturales y artificiales ocurren en sistemas heterogéneos en donde las diferentes fases que las componen están separadas por una interfase, definida como la región del sistema material cuyas propiedades fisicoquímicas se modifican. Las interfases pueden definirse según el tipo de estado de agregación de las fases que separa:

UNIDAD 7:Interfases

gas (vapor)

líquido gas sólido sólido Interfase sólido-gas sólido Interfase sólido-gas

líquido líquido líquido sólido Interfase líquido-gas Interfase líquido-líquido Interfase sólido-líquido

La importancia de las interfases en procesos de transferencia de materia es de gran importancia debido a la actividad superficial que presentan.
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COLOIDES
Un sistema coloidal es una suspensión de pequeñas partículas (30 – 104 Å) de un material dispersas en otro:
Material Disperso (partículas coloidales) Sólido Líquido Gaseoso

UNIDAD 7: Interfases

Material Dispersante (fase contínua)

Sólido Líquido Gaseoso

Dependiendo del estado de agregación de cada componente del coloide, estos se clasifican en:
AEROSOLES(LIQ ó SOL disperso en GAS) Ejem: Niebla (L), Humo (S) EMULSIÓN (liq disperso en otro LIQ) Ejem: Leche DISPERSIONES COLOIDALES (SOL disperso en un LIQ) Ejem: Arcillas ESPUMAS (GAS disperso en LIQ ó SOL) Ejem: Cerveza (L), Piedra pómex (S)

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Dr. Claudio D. Borsarelli

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Interfase SOLIDO-GAS
Fenómenos de ADSORCIÓN y ABSORSIÓN
GAS Adsorbato GAS

UNIDAD 7:Interfases

ADSORCIÓN
SOLIDO Adsorbente SOLIDO

GAS

GAS

Absorbato SOLIDO Absorbente SOLIDO

ABSORCIÓN

Muchas veces no se puede distinguir un fenómeno de otro y en esos casos se habla de fenómenos de sorción
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Interfase SOLIDO-GAS
ADSORCIÓN La capacidad de adsorción de un gas en un sólido depende de: 1) Temperatura 2)Presión parcial del gas 3) Area efectiva del sólido Imagine un cubo de 1 gr de peso y 1 cm de lado. El área expuesta es 6 cm2.

UNIDAD 7: Interfases

=

Si el cubo se corta en cada cara por mitades se obtienen 8 cubos de 1/8 gr de peso y 0.5 cm de lado. El área expuesta de cada cubo es 1,5 cm2 pero el área total expuesta es: 8 x 1,5 cm2 = 12 cm2. Por lo tanto los procesos fisicoquímicos comola adsorción que ocurren en las interfases son dependientes del tamaño superficial total de la interfase.
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Interfase SOLIDO-GAS
ADSORCIÓN La adsorción de moléculas gaseosas en la superficie de un sólido se deben a: NO ESPECIFICAS ESPECIFICAS

UNIDAD 7: Interfases

Son del tipo de van der Waals (Interacciones dipolo-dipolo). Sondébiles pero de largo alcance. Cuando la adsorción se produce por esta vía el proceso se denomina adsorción física o fisisorción. La fuerza de la interacción va a depender de la geometria del adsorbato. Moléculas con mayor superficie (ejemplo anillos aromáticos condensados) presentan mayor adsorción
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La interacción se produce mediante la formación de un enlacequímico covalente, o puente hidrógeno. La interacción es fuerte pero de corto rango. En este caso la adsorción se denomina quimisorción. Esta depende principalmente de las características de reactividad química del adsorbato y adsorbente.

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Termodinámica de la adsorción
Las moléculas en fase gaseosa tienen mayor entropía que adsorbidas en la superficie de unsólido: GAS NO ESPECIFICA ESPECIFICA

UNIDAD 7: Interfases

Molécula en estado gaseoso es libre de realizar movimiento tridimensional (mayor entropía)

La molécula gaseoso adsorbida físicamente tiene restringido su movimiento en la superficie del sólido (movimiento bidimensional ⇒ menor entropía). En cambio para moléculas las moléculas adsorbidas quimicamente la restricción entrópica es...
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