Adsorcion fisicoquimica

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
Escuela Nacional de Ciencias Biológicas

Laboratorio de Fisicoquímica

Equipo 3

Adsorción I

3QM1

INTRODUCCIÓN

La adsorción es un proceso donde un sólido se utiliza para eliminar una sustancia soluble del agua. En este proceso el carbón activo es el sólido. El carbón activo se produce específicamente para alcanzar una superficie interna muy grande(entre 500 - 1500 m2 /g). Esta superficie interna grande hace que el carbón tenga una adsorción ideal. El carbón activo viene en dos variaciones: Carbón activado en polvo (PAC) y carbón activado granular (GAC).
Descripción de la adsorción:
Las moléculas en fase de gas o de líquido serán unidas físicamente a una superficie, en este caso la superficie es de carbón activo. El proceso de laadsorción ocurre en tres pasos:
* Macro transporte: Movimiento del material orgánico a través del sistema de macro-poros del carbón activo (macro-poros > 50nm).
* Micro transporte: Movimiento del material orgánico a través del sistema de micro-poros del carbón activo (microporo < 2nm; meso-poro 2-50nm).
El nivel de actividad de la adsorción depende de la concentración de la sustancia en el agua,la temperatura y la polaridad de la sustancia. Una sustancia polar no puede ser eliminada o es malamente eliminada por el carbón activo, una sustancia no polar puede ser totalmente eliminada por el carbón activo.
Fisisorción
La Fisisorción es la forma más simple de adsorción, y es debida a débiles fuerzas atractivas, generalmente fuerzas de Van der Waals. Dado que estas fuerzas sonomnipresentes, resulta que rápidamente cualquier superficie limpia expuesta al ambiente acumula una capa de material fisisorbido.
Quimioadsorción
La quimioadsorción ocurre cuando un enlace químico, definido en este caso como un intercambio de electrones, se forma. El grado de intercambio y lo simétrico que sea dependen de los materiales involucrados. A menudo hay un paralelismo con las situacionesencontradas en química de coordinación. La quimioadsorción es particularmente importante en la catálisis heterogénea, la forma más común en la industria, donde un catalizador sólido interacciona con un flujo gaseoso, el reactivo o los reactivos, en lo que se denomina reacción en lecho fluido. La adsorción del reactivo por la superficie del catalizador crea un enlace químico, alterando la densidadelectrónica alrededor de la molécula reactiva y permitiendo reacciones que normalmente no se producirían en otras circunstancias. La corrosión es un ejemplo de ello.
Isoterma de adsorción
Los gases libre y adsorbido están en equilibrio dinámico, planteándose una dependencia del recubrimiento de la superficie del gas situado sobre ella. La cantidad de sustancia adsorbida en función de la presión a unatemperatura constante determinada se denomina isoterma de adsorción.
Isoterma de Langmuir
Siendo la más sencilla posible está basada en 3 puntos:
1. Formación de una monocapa.
2. Formación de una superficie homogénea.
3. No existen fuerzas de interacción entre las moléculas de adsorbato.
Isoterma de Freundlich
1. Formación de policapa.
2. Interacción entre moléculas.
3.Superficies porosas.
Isotermas de adsorción;
A: Freundlich
B: Langmuir
A
B
a




C (mol/L)

OBJETIVO

* Realizar el estudio de la absorción de ácido acético en solución acuosa en carbón activado, obtener las isotermas de adsorción y encontrar el modelo matemático al que se ajusten los resultados experimentales obtenidos.

Resultados Experimentales
[Acido] antes de laadsorción (mol/L) | Masa del adsorbente (g) | Volumen de acido acético (L) | Gasto de NaOH (mL) |
0.025 | 1.01 | 0.025 | 0.5 |
0.05 | 1.07 | 0.025 | 1.8 |
0.1 | 1.03 | 0.025 | 4.7 |
0.2 | 1.06 | 0.025 | 11.6 |
0.3 | 1.01 | 0.025 | 19.7 |
0.45 | 1.02 | 0.025 | 32.2 |
Tabla 1. Valores experimentales para determinar la adsorción del acido acético en carbón activado

Para calcular la...