Adsorcion

Práctica # 4

ADSORCIÓN



PRINCIPIOS TEÓRICOS

La adsorción es el fenómeno en que sustancias disueltas se adhieren en la superficie de algún líquido o sólido. 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. Él fenómeno deadsorción se lleva a cabo debido a que las fuerzas moleculares en la superficie de un líquido se encuentran en un estado de instauración; para la superficie de un sólido, las moléculas o iones atraen hacia sí, las de otras sustancias que se ponen en contacto reteniéndolas en su superficie, debido a que no tienen satisfechas todas sus fuerzas de unión con otras partículas. 
Se identificandos tipos básicos de adsorción: la adsorción física, o fisisorción y la adsorción química, o quemisorción. La diferencia entre ellas radica en el tipo de interacciones entre el adsorbente y el adsorbato. En la adsorción física las interacciones son débiles, del tipo van der Waals, mientras que en la adsorción química las interacciones semejan enlaces químicos, como iónicos o covalentes. Esto dalugar a entalpías de adsorción muy diferentes: alrededor de -20 kJ/mol para la fisisorción y cerca de -200 kJ/mol para la quemisorción.

El fenómeno de adsorción es diferente al de absorción, se distingue por que este último implica la acumulación de la sustancia absorbida en todo el volumen del absorbente, no solamente en su superficie.

Los adsorbentes pueden clasificarsecomo polares y apolares. 
Entre los polares:
El sulfato de bario, vidrio, cuarzo
En los apolares:
 Encontramos las resinas orgánicas, carbón activado, silica gel, alúmina, parafina entre otros.
Los enlaces de adhesión que se dan entre adsorbente y adsorbato deben tener la misma polaridad; por ejemplo, los adsorbentes apolares como el carbón activado es capaz únicamente deadsorber sustancias apolares.
Como la adsorción es un proceso exotérmico, el incremento de temperatura favorece la desorción del adsorbato y disminuye si se mantiene la presión constante. En algunos sistemas la fisisorción es el proceso dominante a bajas temperaturas, mientras la adsorción química ha altas temperaturas.
En el método utilizado al incrementarse el adsorbente o el adsorbato lacantidad de sustancia adsorbida aumentara.

La ecuación que relaciona la cantidad de sustancia que se une a una superficie con concentración en fase gaseosa o en solución, a temperaturas fija, recibe el nombre de Isoterma de Adsorción.

A partir de mecanismos de adsorción supuestos, se han desarrollar expresiones matemáticas que se ajusten a las distintas curvas isotermas experimentales. Lasecuaciones isotérmicas que se usan con mayor frecuencia son las propuestas por Langmuir, Freundlich y por Brunauer, Emmett y Teller, llamada isoterma de BET.
Las isotermas de Langmuir se basan en la suposición más sencilla, se supone que todos los sitios de la superficie son iguales y que no hay interacciones entre moléculas adsorbidas. Lo que se considera que el sistema es una adsorciónideal. La que se utiliza para realizar esta isoterma es la siguiente:
( = K [A] .
1 + K[A]
Donde: ( = superficie cubierta por moléculas adsorbidas
[A] = concentración de las moléculas del adsorbato
K = Constante de velocidad

Los sistemas no ideales se desvían significativamente de la ecuación de Langmuir, esto ocurre porque la superficieno sea uniforme y también puede existir interacciones entre las moléculas adsorbidas; Los sistemas no ideales pueden adaptarse a una isoterma de adsorción empírica de Freundlich, según esta ecuación, la cantidad de sustancia adsorbida, x / m , se relaciona con la concentración, Ce, mediante la ecuación:
x / m = K Ce n
donde
x / m = sustancia adsorbida por gramo de adsorbente
Ce =...