Absorcion

Absorción y desorción:

La absorción de gases es una operación en la cual una mezcla gaseosa se pone en contacto con un líquido, a fin de disolver de manera selectiva uno o más componentes del gas y de obtener una solución de éstos en el líquido.


Cuando la transferencia de masa sucede en la dirección opuesta, es decir, del líquido al gas, la operación se conoce como desorción.SOLUBILIDAD DE GASES EN LÍQUIDOS EN EL EQUILIBRIO
La rapidez con la cual se puede disolver un componente gaseoso de una mezcla en un líquido absorbente depende de la desviación del equilibrio que existe; por lo tanto, es necesario considerar las características en el equilibrio de los sistemas gas-líquido.


Sistemas de dos componentes


Si ciertacantidad de un gas simple y un líquido relativamente no volátil se llevan al equilibrio, la concentración resultante del gas disuelto en el líquido recibe el nombre de solubilidad del gas a la temperatura y presión predominantes. A una temperatura dada, la solubilidad aumentará con la presión, como aumenta por ejemplo en la curva A, figura anexa, que muestra la solubilidad de amoniaco en agua a 30ºC.


Gases y líquidos diferentes presentan curvas de solubilidad distintas, las cuales en general se deben determinar experimentalmente para cada sistema.
Si a una concentración dada de líquido la presión en el equilibrio es alta, como en el caso de la curva B (figura anexa), se dice que el gas es relativamente insoluble en el líquido; por elcontrario, si es baja como en la curva C, se dice que la solubilidad es elevada. Sin embargo, esto es meramente relativo, ya que es posible obtener cualquier concentración final del gas en el líquido si se aplica la presión suficiente, siempre y cuando la forma licuada del gas sea completamente soluble en el líquido.


Soluciones líquidas ideales
Cuando una fase líquida se puede considerarideal, la presión parcial en el equilibrio de un gas en la solución puede ser calculada sin necesidad de determinaciones experimentales.
Hay cuatro características significativas de las soluciones ideales; todas se relacionan entre sí:
1 . Las fuerzas intermoleculares promedio de atracción y repulsión en la solución no cambian al mezclar los componentes.
2. El volumen de la solución varíalinealmente con la composición.
3. No hay absorción ni evolución de calor al mezclar los componentes. Sin embargo, en el caso de gases que se disuelven en líquidos, este criterio no incluye el calor de condensación del gas al estado líquido.
4 . La presión total de vapor de la solución varía linealmente con la composición expresada en fracción mol.


En realidad no existen soluciones ideales ylas mezclas reales sólo tienden a ser ideales como límite. La condición ideal requiere que las moléculas de los componentes sean similares en tamaño, estructura y naturaleza química; tal vez la aproximación más cercana a dicha condición sea la ejemplificada por las soluciones de isómeros ópticos de compuestos orgánicos. Sin embargo, prácticamente muchas soluciones se encuentran tan cerca de serideales que para fines de Ingeniería se pueden considerar como tales.


Cuando la mezcla gaseosa en equilibrio con una solución liquida ideal, sigue también la ley de los gases ideales, la presión parcial p* de un soluto gaseoso A es igual al producto de su presión de vapor p a la misma temperatura por su fracción mol en la solución x. Esta es la ley de Raoult
PA* = PvA xA


El asterisco seutiliza para indicar el equilibrio. La naturaleza del líquido disolvente no se toma en consideración, excepto cuando establece la condición ideal de la solución; por esta causa, la solubilidad de un gas particular en una solución ideal en cualquier disolvente es siempre la misma.


Elección del disolvente para la absorción


Si el propósito principal de la operación de absorción es...