Adsorcion de superficies

1. Objetivos de la práctica
Estudiar la adsorción de soluciones acuosas de acido acético por el carbón activado.
Determinar, mediante la utilización de la isoterma de Langmuir, la constante de adsorción y el número de moles adsorbidos por gramo de adsorbente necesarios para formar una monocapa de producto adsorbido.
Calcular el área superficial del carbón activado utilizado y compararlo con elvalor teórico.
2. Marco Teórico
2.1 Adsorción en superficies (libro atkins)
Algunos sólidos tienen propiedad de fijar moléculas en su superficie (adsorción) y ésta propiedad se hace más marcada en el caso de las sustancias porosas finamente divididas. A veces la adsorción es de naturaleza física y está asociada a una interacción entre dipolos o dipolos inducidos, pero otras veces se debe aenlaces químicos, tal es el caso de la adsorción de oxígeno sobre carbón vegetal.
Se llama adsorción al fenómeno de acumulación de partículas sobre una superficie; la sustancia que se adsorbe es el adsorbato y el material sobre el cual lo hace es el adsorbente o el sustrato. El proceso inverso de la adsorción es la desorción.
La adsorción se divida en dos tipos los cuales son fisiadsorción yqumiadsorción.
2.2 Fisiadsorción y quimiadsorción
En la fisiadsorción(una abreviatura de la adsorción física), se produce una monocapa inicial, esta se produce una interacción de Van der Waals(por ejemplo, una adsorción de dispersión o dipolar)entre el adsorbato y el sustrato. Se trata de una interacción de largo alcance, pero débil, y la energía desprendida cuando se adsorbe una partícula físicamentees del mismo orden de magnitud que la entalpia de condensación.
En la quimiadsorción, se produce una multicapa, las partículas se unen en la superficie formando un enlace químico (normalmente covalente) y tienden a buscar posiciones que maximicen sus números de coordinación con el sustrato. La entalpia de quiadsorción es mucho mayor que la de la fisiadsorción.
En general se puede decir, quela adsorción física es la más frecuente, mientras que la química se manifiesta únicamente cuando el adsorbente y el adsorbato tienden a formar un compuesto. En general, el proceso de adsorción física puede ser reversible con facilidad, pero la química es difícil de revertir y generalmente tiene lugar con mayor lentitud.
2.3 Adsorción de disoluciones por sólidos
Este proceso se utiliza, porejemplo, en la decoloración de disoluciones impuras, utilizando de ordinario carbón activo. La técnica de separación cromatografía también hace uso de las capacidades relativas de adsorción de los distintos solutos de una disolución.
Este proceso de adsorción a partir de disoluciones es bastante más difícil de interpretar teóricamente que el correspondiente proceso de adsorción de gases por solido.Sin embargo, parece ser que solo se forma una mono capa u que la adición de otras capas posteriores está impedida, por lo tanto, por el poder solvatante del disolvente.
Una isoterma puramente experimental, pero del todo satisfactoria, que se puede aplicar también, con buenos resultados a la adsorción de gases, pero que se ha utilizado con exclusividad para la adsorción de disoluciones, es la quese ha utilizado con exclusividad para la adsorción de disoluciones, es la isoterma propuesta por H. Freundlich. Si y es el peso del soluto adsorbido por grama de adsorbente y c la concentración del soluto en la disolución en equilibrio, esta relación experimental es:
y=kc1n
Donde: k y n son constantes experimentales. Esta ecuación es conveniente usalza en la forma logarítmica.
2.4 Isotermas deadsorción
Los experimentos sobre adsorción, que con más frecuencia se realizan, consisten en la medida de la relación entra la cantidad de gas adsorbido, sobre determinada cantidad de adsorbente, y la presión con que actúa este gas. Estas medidas se realizas, de ordinario, a temperatura constante y los resultados se representan gráficamente en la llamada isoterma de adsorción. Lo que se mide...