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INTERFASE SOLIDA
Adsorción en la interfase sólidogas. El estudio de la adsorción de gases por sólidos tiene una gran aplicación práctica, entre otras muchas, para la preparación de máscaras antigás, la eliminación de olores molestos de locales y de alimentos, y para la medida de las dimensiones de las partÃculas de un polvo.
El grado de absorción de un gas por un sólido depende dela naturaleza quÃmica del adsorbente (el material usado para adsorber el gas) y del adsorbato (la sustancia que se adsorbe), del área superficial del adsorbente, de la temperatura y de la presión parcial del gas adsorbido. En general, se consideran dos tipos de adsorción: la fÃsica o de van der Waals y la adsorción quÃmica, o quimisorción. La adsorción fÃsica, asociada con las fuerzas de vander Waals, es reversible, denominándose desorción al proceso contrario, o sea, de separación del adsorbato de la superficie adsorbente. Asà ocurre que un gas fÃsicamente adsorbido

puede ser desorbido o desadsorbido de un sólido aumentando la temperatura y reduciendo la presión. Sin embargo, la quimisorción, en la que el adsorbato se une al adsorbente por medio de enlaces quÃmicosprimarios, es un proceso irreversible. Esta última, por presentar poca importancia para nosotros, en este momento, no será discutida con más detalle.
Cuando se alcanza el equilibrio de adsorción, la relación existente entre la cantidad de gas adsorbido fÃsicamente por un sólido y la presión o la concentración de equilibrio, a temperatura constante, conduce a una isoterma de adsorción alrepresentar gráficamente estas dos variables, como se indica en la figura 10. En ella, el término isoterma señala que la gráfica se obtuvo a temperatura constante. El número de moles, gramos o mililitros de gas adsorbido, por gramo de adsorbente, x/m, en condiciones normales de presión y temperatura, se representan en el eje de ordenadas y la presión de equilibrio del gas, en milÃmetros demercurio, sobre el de abscisas (Fig. 10 a).
FREUNDLICH propuso la relación siguiente, denominada isoterma de Freundlich:

en la que si x es la masa de gas adsorbido por la cantidad m del adsorbente, y será la masa de gas adsorbida por unidad de masa adsorbente y k y n son constantes que pueden calcularse a partir de los resultados experimentales. Esta ecuación se utiliza con mayor comodidad cuandose expone en forma logarÃtmica:

ya que su representación gráfica conduce a una lÃnea recta, como se observa en la figura 10 b, siendo la constante log k la ordenada en el origen y 1/n la pendiente de la lÃnea.
Más tarde, LANGMUIR desarrolló una ecuación basándose en la teorÃa de que las moléculas o átomos de un gas son adsorbidos sobre los puntos o centros activos del sólido, formandouna capa del espesor de una molécula (monocapa). En este caso, la fracción de centros de adsorción ocupada por las moléculas de gas, a la presión p, se representa por θ, y la fracción de puntos no ocupados será 1 – θ. Entonces, la velocidad v1 de adsorción o condensación de moléculas. gaseosas sobre la superficie será proporcional a la fracción de los lugares sin ocupar 1– y a lapresión p, o sea, que:

La velocidad v2 de evaporación de las moléculas unidas a la superficie será proporcional a la fracción de superficie ocupada θ, es decir:

Ahora, sustituyendo k1/k2 por b y - por y/ym, siendo y la masa de gas adsorbida por gramo de adsorbente a la presión p y temperatura constante, e ym la masa del gas capaz de adsorber un gramo del adsorbente cuando la monocapaesté completa, se alcanza la fórmula:

conocida como isoterma de Langmuir, la cual, invirtiéndola y multiplicando todos sus términos por p, puede escribirse de la siguiente forma, ordenada para la representación gráfica:

pues al representar p/y frente a p debe obtenerse una lÃnea recta, en la que ym y b pueden calcularse a partir de la pendiente y de la ordenada en el origen.
En el caso...
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