Adsorcion

TRABAJO SOBRE ADSORCION
Tipos de isotermas de adsorción Isotermas de adsorción
En el caso de los líquidos, la adsorción de una sustancia en la interface se estudia a través de la variación de la tensión superficial con la concentración de tensioactivo:
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En el caso de los sólidos la tensión superficial no es una magnitud fácilmente determinable. Resulta muchomás sencillo medir directamente la cantidad de gas adsorbido a una temperatura dada en función de la presión P del gas en equilibrio con el sólido
Isoterma de adsorción de Langmuir En 1918 I. Langmuir dedujo la isoterma Tipo I empleando un modelo simplificado de la superficie de un sólido:
La superficie proporciona un cierto número de posiciones para la adsorción y todas sonequivalentes
sólo se adsorbe una molécula sobre cada posición
su adsorción es independiente de la ocupación de las posiciones vecinas (las moléculas adsorbidas no interaccionan entre sí).
El proceso dinámico de adsorción se puede plantear como
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Para expresar el grado de extensión de la adsorción se introduce la fracción de recubrimiento θ. Teniendo en cuenta quesobre cada posición sólo puede adsorberse una molécula.
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Donde N es el número total de posiciones de adsorción en la superficie. En un instante t se cumple: -número de posiciones de adsorción ocupadas N -número de posiciones de adsorción libres
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Isoterma de temkin {draw:frame}
Donde A y B son dos constantes empíricas. Se utiliza para sistemas cuyaentalpía de adsorción decrece linealmente con θ, factor que no se tiene en cuenta en las isotermas de Langmuir. La representación lineal, θ frente lnP (θ=AlnB+AlnP) permite obtener A de la pendiente y B de la ordenada en el origen.
TIPOS DE ISOTERMAS DE ADSORCION
Isoterma de adsorción de Langmuir Siempre que el sólido sea no poroso y la temperatura se encuentre por arriba del puntode ebullición del gas, la isoterma de adsorción tiene la forma que se muestra en la figura 9. Imaginando el fenómeno, dos magnitudes pueden ser fácilmente reconocidas: x, la cantidad adsorbida a una cierta presión P de la fase fluida, y xmax que sería la cantidad máxima que la superficie puede adsorber; definimos entonces la fracción de superficie recubierta como q:
q= x/xmax
Paraencontrar la relación matemática entre el grado de recubrimiento q y la presión de equilibrio del gas imaginemos una superficie que consiste en n "sitios" donde en cada "sitio" puede adsorberse una y sólo una molécula del gas. El equilibrio que habíamos considerado anteriormente es de tipo dinámico entre adsorción-desorción. El equilibrio puede representarse como:
La velocidad de adsorción vienedada por la expresión:
*Va*ds = k*a* [A] [S]
Y la velocidad de desorción por:


V*des* = k*d* [A-S]
Donde [A] es la concentración del reactivo A y que podemos sustituir por la presión PA al equilibrio, [S] representa la concentración de sitios vacíos y que podemos reemplazar por (1 - q), A-S es la concentración de sitios ocupados, la cual sustituimos por n q.
Cuando elequilibrio se alcanza, las velocidades de adsorción y desorción son iguales, por lo que obtenemos:


*Ka* *P*A*n(*1- q) = k*d*nq
Que haciendo un poco de rearreglo nos queda:
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Donde b = ka/kd se denomina coeficiente de adsorción de A en el sólido utilizado. Este término no es otra cosa que una constante de equilibrio cuya magnitud refleja la fuerza con que seadsorbe A, es decir, si b es muy grande, la molécula A se adsorbe fuertemente en la superficie.
La relación entre el grado de recubrimiento y la presión fue derivada por Irving Langmuir y se le conoce comúnmente como la isoterma de Langmuir.
Isoterma de adsorción de Freundich La isoterma de adsorción de Freundlich o ecuación de Freundlich es una isoterma de adsorción, que es una...