adsorcion y enlace ionico

Lección 17. Procesos de adsorción
Tipos de adsorción. Isotermas de adsorción. Intercambio. Modelo de la doble capa.
Factores que influyen en la adsorción e intercambio iónico. Efecto del intercambio
catiónico. Experiencias de laboratorio.
Procesos de adsorción
La adsorción es un proceso mediante el cual se extrae materia de una fase y se
concentra sobre la superficie de otra fase (generalmentesólida). Por ello se considera
como un fenómeno subsuperficial. La sustancia que se concentra en la superficie o se
adsorbe se llama "adsorbato" y la fase adsorbente se llama "adsorbente".
Por contra, la absorción es un proceso en el cual las moléculas o átomos de una fase
interpenetran casi uniformemente en los de otra fase constituyéndose una "solución"
con esta segunda.
A

ADSORCION

A

ABSORCIONA
A

B

CAMBIO IONICO

A

A

A

B
B

A

Diferentes procesos de sorción (Appelo and Postma, 1993)

AIRE / AGUA

AGUA

ROCA

ABSORCION

ADSORCION

Representación esquemática de los procesos de adsorción
El proceso de cambio iónico supone un intercambio de una sustancia o ión por otra
sobre la superficie del sólido.
El término adsorción incluye la adsorción y la absorción conjuntamente, siendo unaexpresión general para un proceso en el cual un componente se mueve desde una
fase para acumularse en otra, principalmente en los casos en que la segunda fase es
sólida.
La principal distinción entre sorción (adsorción y absorción) y cambio iónico es que las
ecuaciones que describen la sorción consideran solamente una especie química, de
manera que la distribución del soluto entre la disolución yel sólido responde a una

relación simple, lineal o no. Las ecuaciones para el cambio iónico tienen en cuenta
todos los iones que compiten por los lugares de intercambio.
En general, la adsorción desde una disolución a un sólido ocurre como consecuencia
del carácter liofóbico (no afinidad) del soluto respecto al disolvente particular, o debido
a una afinidad elevada del soluto por el sólido o poruna acción combinada de estas
dos fuerzas.
El grado de solubilidad de una sustancia disuelta es el factor más importante para
determinar la intensidad de la primera de las fuerzas impulsoras. Cuanto mayor
atracción tiene una sustancia por el disolvente menos posibilidad tiene de trasladarse
a la interfase para ser adsorbida.
La sorción y el cambio iónico son procesos de gran interés enhidrogeoquímica ya que
regulan de manera notable el transporte de contaminantes químicos en acuíferos y
suelos.
Tipos de adsorción
Cabe distinguir tres tipos de adsorción según que la atracción entre el soluto y el
adsorbente sea de tipo eléctrico, de Van der Waals o de naturaleza química.
La adsorción del primer tipo cae de lleno dentro del intercambio iónico y a menudo se
le llama adsorción por intercambio,que es un proceso mediante el cual los iones de
una sustancia se concentran en una superficie como resultado de la atracción
electrostática en los lugares cargados de la superficie. Para dos absorbatos iónicos
posibles, a igualdad de otros factores, la carga del ión es el factor determinante en la
adsorción de intercambio. Para iones de igual carga, el tamaño molecular (radio de
solvatación)determina el orden de preferencia para la adsorción. Este tipo de
adsorción se comenta con detalle más adelante.
La adsorción que tiene lugar debido a las fuerzas de Van del Waals se llama
generalmente adsorción física. En estos caso, la molécula adsorbida no está fija en un
lugar específico de la superficie, sino más bien está libre de trasladarse dentro de la
interfase. Esta adsorción, en general,predomina a temperaturas bajas. La adsorción
de la mayoría de las sustancias orgánicas en el agua con carbón activado se
considera de naturaleza física.
Si el adsorbato sufre una interacción química con el adsorbente, el fenómeno se llama
adsorción química, adsorción activa o quimisorción. Las energías de adsorción son
elevadas, del orden de las de un enlace químico, debido a que el adsorbato...