Adsorcioneq

PARA SABER, EXPERIMENTAR Y SIMULAR

Sobre adsorción
Iván Tubert y Vicente Talanquer*

Abstract
The problem of adsorption on a solid substrate is reviewed
in the context of an integral educational approach: ‘‘To know,
To do, To simulate’’. The basic physicochemical principles of
adsorption from a vapor or a liquid solution are presented,
as well as a simple experiment on the subject and itscorresponding computer simulation.
Para saber…
La adsorción es un fenómeno fisicoquímico de gran importancia, debido a sus aplicaciones múltiples en la industria
química y en el laboratorio. En particular, resulta fundamental en procesos químicos que son acelerados por la presencia
de catalizadores cuyo estado de agregación es distinto al de
los reactivos. Este tipo de catálisis heterogénea se utilizaen
procesos como la pirólisis del petróleo, el proceso Haber
para la síntesis de amoniaco (catalizador de Fe), la fabricación de ácido sulfúrico (con V2O5) y nítrico (con Pt/Rh), la
hidrogenación catalítica de aceites y grasas (con Pt/Pd), y
muchos más. Otro ejemplo lo encontramos en los convertidores catalíticos de los automóviles, donde los contaminantes se adsorben sobre catalizadores de Pt/Pd.Incluso a nivel
biológico, el primer paso en el proceso de catálisis enzimática es la adsorción del sustrato sobre la superficie de la
enzima que se encuentra en suspensión coloidal (Atkins,
1991; Greenwood, 1984; Snyder, 1995; West, 1956).
En cromatografía de líquidos y gases la adsorción se
utiliza para separar los componentes de una mezcla. Esta
separación se basa en los diferentes grados deinteracción de
cada compuesto con el adsorbente. El mismo principio está
detrás del funcionamiento de filtros de uso doméstico e
industrial, desde el extractor de la cocina hasta las mascarillas antigases (Christian, 1994; Glasstone, 1968).
La adsorción de gases sobre carbón de madera fue
observada por primera vez por C. W. Scheele (químico
sueco, descubridor del cloro) en 1773, aunque los primerosestudios sistemáticos fueron realizados por T. de Saussure en
1814. La adsorción de sustancias en disolución se conoce por
lo menos desde 1785, por los trabajos de T. Lowitz (Glasstone,
1968).
Durante la adsorción de un gas o de un soluto en
disolución, sus partículas se acumulan sobre la superficie de
otro material. La sustancia que se adsorbe se denomina

adsorbato y el material sobre el que lohace es el adsorbente (el
proceso inverso a la adsorción se conoce como desorción). La
adsorción se distingue de la absorción en que esta última
implica la acumulación de la sustancia absorbida en todo el
volumen del absorbente, no solamente en su superficie.
En general se identifican dos tipos básicos de adsorción:
la adsorción física, o fisiadsorción y la adsorción química, o
quimiadsorción. Ladiferencia entre ellas radica en el tipo de
interacciones entre el adsorbente y el adsorbato. En la
adsorción física las interacciones predominantes son de tipo
van der Waals, mientras que en la adsorción química las
interacciones semejan enlaces químicos. Esto da lugar a
entalpías de adsorción muy diferentes: alrededor de
−20 kJ/mol para la fisiadsorción y cerca de −200 kJ/mol para
laquimiadsorción (Atkins, 1991).
La formación de enlaces durante la adsorción química
hace que el proceso sea más selectivo, es decir, que dependa
marcadamente de la naturaleza de las sustancias involucradas. El helio, por ejemplo, no se adsorbe químicamente
sobre una superficie ya que no forma enlaces ni compuestos.
Es común que la interacción química entre el adsorbente y
el adsorbato produzca cambios en laestructura de los compuestos involucrados. Esto puede modificar su reactividad y
de ello depende la capacidad catalítica del adsorbente.
La cantidad de material adsorbido en un sistema depende de la temperatura y la presión o la concentración del
adsorbato. Si la temperatura se mantiene constante durante

T1

T2

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Vuelve a aparecer esta sección en
la revista. Su objetivo es recibir y
dispersar...