Adsorcion

Pontificia Universidad Católica de Chile
Facultad de Química
Departamento de Química Física
Química Física II
Qim115-1. 1er semestre 2011

EXPERIENCIA J-6

CRIOSCOPIA

Alumnos:
-Fernanda Amiama, fcamiama@uc.cl

Grupo:
Nº3Profesor:
Margarita Aliaga, mealiaga@uc.cl

Ayudantes:
Alexis Vasquez, anvasque@gmail.com

Fecha de entrega:
26. de abril 2011

1. INTRODUCCIÓN.

La adsorción es un fenómeno en el cual un soluto en solución o ungas es retenido en la superficie de un material sólido, el cual puede ser silica gel o carbón activado. En esta adsorción las partículas se acumulan sobre la superficie del material mencionado. La sustancia que se adsorbe se denomina adsorbato y el material sobre el que lo hace es el adsorbente. El proceso inverso a la adsorción se conoce como desorción.

Se identifican dos tipos básicos deadsorción; la adsorción física y la adsorción química. La diferencia entre ellas radica en el tipo de interacciones que se realizan entre el adsorbente y el adsorbato, en la adsorción física predominan las interacciones débiles (van der Waals), en cambio en la adsorción química predominan los enlaces químicos.

La cantidad de material que se adsorbe depende de la temperatura y de la presión delsistema o de la concentración del adsorbato. Si la temperatura se mantiene constante, el grado de adsorción se puede estudiar como función de la presión o la concentración y generar una isoterma de adsorción.

Existen algunos modelos que definen a las isotermas, como el modelo de Langmuir; Este modelo supone que el sólido posee una superficie uniforme y que sólo una monocapa puede seradsorbida. Además supone que no existen interacciones entre las moléculas adsorbidas y que estas ocupan sitios específicos. En el equilibrio, las velocidades de adsorción y desorción de moléculas en la superficie son iguales.
Ecuación de Langmuir:
[pic] (1)

Para graficar se calcula la inversa de la ecuación anterior, dando como resultado la siguiente ecuación:

[pic](2)

En las dos ecuaciones descritas a y b son constantes que dependen del tipo de especie química adsorbida y de la superficie, Cs es la concentración de material adsorbido y Cm concentración de la solución adsorbida.

La isoterma de Freundlich se puede deducir modificando la hipótesis de Langmuir de forma que permitan la existencia de diferentes tipos de posiciones deadsorción en el sólido, cada una con diferente calor de adsorción. Esta isoterma no es válida cuando la presión es muy elevada, pero suele ser más precisa a presiones intermedias, a diferencia de Langmuir. Se aplica a la adsorción de solutos en disoluciones sobre sólidos.

Ecuación de Freundlich:

[pic] (3)

Donde k es la constante de adsorción y n es una constante,cuyo valor varía entre 0 y 1. Para encontrar los valores de k y n se aplica logaritmo a la ecuación 3 dando como resultado:

[pic] (4)
Ambas ecuaciones se aplican únicamente a isotermas del tipo I, o sea a adsorciones que no sean de multicapa (tipoII).

La adsorción es utilizada ampliamente en el estudio de contaminantes en suelos, como pesticidas y de metales que pudieranalterar el equilibrio de los suelos para el cultivo.

2. OBJETIVOS.

• Analizar la adsorción de un soluto en disolución (ácido acético) por medio de un sólido, en este caso carbón activado.

• Analizar los cambios en la adsorción al variar la temperatura del sistema.

• Demostrar las aplicaciones que poseen las isotermas y las ecuaciones de Langmuir y Freundlich para los...