Adsorción
La adsorción es un proceso por el cual los gases, vapores o
líquidos se concentran en un sólido resultados de interacciones físicas o
químicas. En otras palabras la adsorción es el proceso por el cual las
moléculas o iones son retenidos sobre la superficie de un sólido. El sólido
recibe el nombre de adsorbente y la sustancia que es adsorbida se llama de
adsorbato.
La adsorción es un fenómeno de superficie, por lo tanto sólo
servirán como adsorbentes aquellos sólidos que tengan mucha superficie interna,
ya que la superficie externa, es relativamente pequeña. Los adsorbentes típicos
tienen áreas superficiales de 50 a 500 m2/g con un
radio de poro de 1 a 100nm.
La adsorción 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.
Tipos de adsorción
- Adsorción por intercambio. En este proceso el soluto y el adsorbente se atraen por fuerzas electrostáticas. Dicho de otra manera, los iones del soluto se concentran en la superficie del sorbente, que se halla cargada eléctricamente con signo contrario a los iones del soluto. Si tenemos dos adsorbatos iónicos iguales en varios factores, pero uno con mayor carga que otro, el de mayor carga será el que se adsorbido. Para adsorbatos con igual carga, el tamaño molecular es el que determina cuál será adsorbido.
- Adsorción por fuerzas de Van der Waals. También llamada adsorción física ofisisorción. En este tipo de adsorción, el adsorbato no está fijo en la superficie del adsorbente, sino que tiene movilidad en la interfase. Ejemplo de este tipo de adsorción es el de la mayoría de las sustancias orgánicas en agua con carbón activado. En este tipo de adsorción el adsorbato conserva su naturaleza química.
- Adsorción química. Sucede cuando hay interacción química entre adsorbato y adsorbente. También llamada quimisorción. La fuerza de la interacción entre adsorbato y adsorbente es fuerte, casi como un enlace químico. En este tipo de adsorción el adsorbato sufre una transformación, más o menos intensa, de su naturaleza química.
Aplicaciones de la adsorcion
- Purificación de aguas residuales
- Descontaminación de gases
- Eliminación de olores, sabores o colores no deseados por ejemplo en aceites.
- Deshumidificación de gasolinas.
- Secado de aire.
- Ciencia forense (revelado de huellas dactilares).
Para estos procesos, resultan interesantes materiales con una gran
superficie específica, como el carbón activo, el cual utilizaremos en alguno de
los experimentos que se muestran en el video con el que queremos mostrar
algunos ejemplos de este proceso de adsorción.
Una de las aplicaciones más
conocidas de la adsorción en el mundo industrial, es la
extracción de humedad del aire
comprimido.
Otras aplicaciones en las que se emplea éste proceso de adsorción como
separación son: purificación de agua, tratamiento de aguas residuales, quitar
olores, sabores o
La otra aplicación más extendida es la obtención de nitrógeno,
haciendo pasar un caudal de aire comprimido por el lecho adsorbente, compuesto
por carbón molécular, especialmente manufacturado para ese propósito.
La adsorción es un proceso por el cual los gases, vapores o
líquidos se concentran en un sólido resultados de interacciones físicas o
químicas. En otras palabras la adsorción es el proceso por el cual las
moléculas o iones son retenidos sobre la superficie de un sólido. El sólido
recibe el nombre de adsorbente y la sustancia que es adsorbida se llama de
adsorbato.
La adsorción es un fenómeno de superficie, por lo tanto sólo
servirán como adsorbentes aquellos sólidos que tengan mucha superficie interna,
ya que la superficie externa, es relativamente pequeña. Los adsorbentes típicos
tienen áreas superficiales de 50 a 500 m2/g con un
radio de poro de 1 a 100nm.
La adsorción es un proceso en el cual las
moléculas o átomos de una fase interpretan casi uniformemente en los de otra
fase constituyéndose una solución con esta segunda.
Podemos diferenciar tres tipos de adsorción, dependiendo de qué
tipos de fuerzas existan entre el soluto y el adsorbente. Estas fuerzas pueden
ser de tipo eléctrico, de fuerzas de Van der Waals o de tipo químico.
Algunas de las principales aplicaciones de la adsorción son las que se
enumeran a continuación:
Se consigue haciendo pasar el
aire comprimido a través de un lecho de alúmina activa u otros materiales con efecto de
adsorción a la molécula de agua.
La saturación del lecho se
consigue sometiendo a presión el gas o aire, así la molécula de agua es
adsorbida por la molécula del lecho, hasta su saturación.
La regeneración del lecho, se
consigue soltando al exterior este aire comprimido y haciendo pasar una
corriente de aire presecado a través del lecho.
Lo habitual es encontrar
secadores de adsorción en forma de dos columnas y mientras una adsorbe, la otra
es regenerada por el mismo aire seco de la columna anterior. Este sistema se
conoce como "pressure swing adsorbtion" o PSA. Conocido también como
cambio de presión por vaivén.
Otras aplicaciones en las que se emplea éste proceso
de adsorción como separación son: purificación de agua, tratamiento de aguas
residuales, quitar olores, sabores o colores no deseados por ejemplo
en aceites, jarabes de azúcar, en la deshumidificación de gasolinas, o en el
secado de aire.
Usa el mismo sistema ya
mencionado de "pressure swing", de los secadores de adsorción. Una
cámara llena de carbón es sometida a presión con aire comprimido, la molécula
de Oxigeno, es retenida por el nanoporo del carbón, mientras que la molécula de
Nitrógeno, de más tamaño, no consigue entrar en el nanoporo del adsorbente. Se
consegui así, disponer de gran cantidad de nitrogeno después del lecho
adsorbente y el oxigeno, queda retenido. En la segunda parte del ciclo, con la
despresurización, el oxigeno se libera del nanoporo y se evacua a la atmósfera.
Los generadores de nitrogeno,
usan este sistema y sus aplicaciones se han generalizado en la industria, en
usos como la inertización de depósitos, de envases de productos alimenticios o farmacéuticos y en laboratorios, donde
se usa el nitrógeno como gas portador o inertización de cámaras.
Bibliografia
- Sans Fonfría, Ramón, Ribas Joan de Pablo; Ingeniería Ambiental: contaminación y tratamientos.
- Alexander Findlay,Bryan Philip Levitt; Química física práctica de Findlay
- https://books.google.com.mx/books?id=kumplOJs6T0C&pg=PA108&dq=procesos+de+adsorcion&hl=es&sa=X&ei=75xBVbzBBMfutQWi0YFQ&ved=0CCUQ6AEwAg#v=onepage&q=procesos%20de%20adsorcion&f=true
- http://www.agua.uji.es/pdf/presentacionHQ17.pdf
- http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/adsorcion
- http://apuntescientificos.org/adorcion-ibq2.html
- http://incar.blogia.com/2011/060901-procesos-de-adsorcion.php
Por:
Estefanía Hernández López
Haggy Gorgorita Hernández
Zury Yaremi Escalante Albores
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