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República Bolivariana de Venezuela.

Ministerio del Poder Popular para la Defensa

Universidad Nacional Experimental Politcnica de la !uerza "rmada Nacional

Bolivariana.

Estado "nzo#te$ui % Extensi&n Puerto P'ritu

(n$enier'a Petro)u'mica % V(( *emestre

Adsorción e Intercambio Iónico

Docente:

(n$. +os Ram'rez Bachilleres:

Rosa V., -uis ". .(./ 01.223.010

*alazar P., Mar4  .(./ 01.563.738

 "costa 9., "na E. .(./ 00.::8.322

Puerto P'ritu, 06 de ;unio de 0.123

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Índice

Cont. Pág.

IntroducciónAdsorción

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Introducción

-a utilizaci&n de sustancias en estado s&lido para la separaci&n de diversos

elementos a partir de soluciones l')uidas o $aseosas es bien conocida 4 su

aplicaci&n se remonta a pocas b'blicas. Este fen&meno se denomina adsorci&n 4

su funcionamiento preferencial a ciertos elementos se encuentra determinado con

respecto al adsorbente. *u uso es mu4 difundido en diversos procesos

industriales, siendo una >erramienta vital para la separaci&n 4 la purificaci&n de

materias.

Esta operaci&n unitaria se puede aplicar en muc>os sistemas, bien sean

f'sicos, biol&$icos o )u'micos, 4 se involucra la separaci&n por la acumulaci&n en

la superficie del s&lido. Es de $ran importancia, debido a sus aplicaciones

múltiples en la industria )u'mica 4 en el laboratorio. *e usa la ma4or'a de las

ocasiones en la purificaci&n de corrientes l')uidas o $aseosas, en la decoloraci&n

4 para eliminar el sabor 4 olor de diversas sustancias )ue )uedan finamente

retenidas por los poros del adsorbente.

 

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Adsorción

-as operaciones de adsorci&n aprovec>an la capacidad especial de ciertos

s&lidos para >acer )ue ciertas sustancias espec'ficas de una soluci&n se

concentren en la superficie del mismo. De esta forma, pueden separarse unos de

otros, los componentes de soluciones $aseosas o l')uidas.

-a escala de operaci&n en las plantas industriales posee un inventario de

adsorbente )ue excede los 23? mil @$. El procedimiento es similar para todos los

casos, la mezcla a separar se pone en contacto con otra fase insoluble,

representado por el s&lido adsorbenteA 4 la distinta distribuci&n de los

componentes ori$inales entre la fase adsorbida en la superficie s&lida 4 el fluido

permite )ue se lleve a cabo una separaci&n.

Alicaciones industriales más comunes

9ases/

• Des>umidificaci&n del aire 4 otros $ases.

• Eliminaci&n de olores e impurezas desa$radables de $ases industriales

como di&xido de carbono.

• Recuperaci&n de vapores valiosos de disolvente a partir de mezclas

diluidas con aire 4 otros $ases.

• !raccionamiento de mezclas de $ases de >idrocarburos )ue contienen

sustancias como metano, etileno, etano, propileno 4 propano.

-')uidos/

• Eliminaci&n de >umedad disuelta en $asolina

• Decoloraci&n de productos de petr&leo 4 soluciones acuosas de azúcar.

• Eliminaci&n de sabor 4 olor desa$radables del a$ua.

• !raccionamiento de mezclas de >idrocarburos arom#ticos 4 paraf'nicos.

#ios de adsorción

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No existe solo un tipo de adsorci&n, puede >aber separaciones por lotes en

una sola etapa, separaciones cont'nuas en varias etapas 4 la ri$idez e inmovilidad

de un lec>o de part'culas adsorbentes s&lidas >ace posible la útil aplicaci&n de los

mtodos semi%continuos, )ue de nin$una manera son aplicables cuando se ponen

en contacto dos fluidos.

*in embar$o es importante >acer >incapi en la distinci&n de dos tipos de

adsorci&n, f'sicos 4 )u'micos.

 "dsorci&n f'sica

Es tambin conocida como adsorci&n de Van der Caals. Es un fen&meno

f#cilmente reversible, )ue resultada de las fuerzas intermoleculares de atracci&n entre las molculas del s&lido 4 la sustancia adsorbida, no solo para los $ases sino

)ue tambin se observa en l')uidos.

Por e;emplo, cuando las fuerzas atractivas intermoleculares entre un s&lido

4 un $as son ma4ores )ue las existentes entre molculas del $as mismo, el $as se

condensar# sobre la superficie del s&lido, aun)ue su presi&n sea menor )ue la

presi&n de vapor )ue corresponde a la temperatura predominante. uando ocurra

esta condensaci&n, se desprender# cierta cantidad de calor, )ue $eneralmente

ser# al$o ma4or )ue el calor latente de evaporaci&n 4 parecida al calor de

sublimaci&n del $as. -a sustancia adsorbida no penetra dentro de la red cristalina

ni se disuelve en ella, sino )ue permanece totalmente sobre la superficie.

*in embar$o, si el s&lido es mu4 poroso 4 contiene muc>os pe)ueos

capilares, la sustancia adsorbida penetrar# en estos intersticios si es )ue la

sustancia >umedece al s&lido. -a presi&n de vapor en el e)uilibrio de una

superficie l')uida, c&ncava 4 de radio de curvatura mu4 pe)ueo, es menor )ue la

presi&n de una $ran superficie plana 4 por lo tanto la extensi&n de la adsorci&n

aumenta. -a presi&n parcial de la sustancia adsorbida estando en e)uilibrio es

i$ual a la presi&n de la fase $aseosa en contactoA disminu4endo la presi&n de la

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fase $aseosa o aumentando la temperatura, el $as adsorbido se elimina

f#cilmente.

-as operaciones industriales de adsorci&n dependen de su reversibilidad

para/

• Recuperar el adsorbente Fpara su reutilizaci&nG.

• -a recuperaci&n de la sustancia adsorbida.

• El fraccionamiento de mezclas.

 "dsorci&n )u'mica

Hambin es conocido como )uimisorci&n, )uemisorci&n o adsorci&n

activada 4 mu4 importante para la cat#lisis. Es un fen&meno irreversible )ue

resulta de la interacci&n )u'mica entre el s&lido 4 la sustancia adsorbida. -a fuerza

de la uni&n )u'mica puede variar considerablemente 4 puede suceder )ue no se

formen compuestos )u'micos en el sentido usual.

-a fuerza de ad>esi&n es $eneralmente muc>o ma4or )ue la observada en

la adsorci&n f'sica. El calor liberado durante la )uimisorci&n es comúnmente

$rande, es parecido al calor de una reacci&n )u'mica. "l ser irreversible, en la

desorci&n la sustancia ori$inal >a sufrido un cambio )u'mico.

-a misma sustancia, )ue en condiciones de ba;a temperatura, sufrir#

esencialmente s&lo la adsorci&n f'sica sobre un s&lido, al$unas veces ex>ibe

)uimisorci&n a temperaturas m#s elevadasA adem#s, los dos fen&menos pueden

ocurrir simult#neamente.

$aturale%a de los adsorbentes

-os s&lidos adsorbentes, por lo $eneral, se utilizan en forma $ranular,

variando en tamao desde, aproximadamente, 20 mm de di#metro >asta $ranos

tan pe)ueos de ?1 I.

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-os s&lidos deben poseer ciertas propiedades )ue variar#n se$ún la

aplicaci&n. Por e;emplo, si se utilizan en un lec>o fi;o a travs del cual va a fluir un

l')uido o un $as, no deben ofrecer una calda de presi&n del flu;o mu4 $rande, ni

deben ser arrastrados con facilidad por la corriente en la cual flu4en.

*u consistencia debe ser la adecuada para )ue no se reduzca su tamao al

ser mane;ados o para )ue no se rompan al soportar su propio peso en lec>os del

espesor re)uerido.

= si se van a sacar 4 meter con frecuencia de los recipientes )ue los

contienen, deben fluir libremente.

Por otra parte, en cuanto a su capacidad de adsorci&n, s&lo ciertos s&lidos ex>iben la suficiente especificidad 4 capacidad de adsorci&n para ser útiles como

adsorbentes industriales. Puesto )ue los s&lidos poseen frecuentemente una

capacidad mu4 espec'fica para adsorber $randes cantidades de ciertas

sustancias, su naturaleza )u'mica del s&lido tiene muc>o )ue ver con sus

caracter'sticas de adsorci&nA pero la simple identidad )u'mica no es suficiente

para caracterizar su utilidad.

Por e;emplo, en la extracci&n l')uida todas las muestras de acetato de butilo

puro tienen la misma capacidad para extraer #cido actico de una soluci&n

acuosa& cosa )ue no resulta i$ual para las caracter'sticas de adsorci&n de la s'lica

$el con respecto al vapor de a$ua.

-a superficie del s&lido es fundamental. Para el caso de la adsorci&n de

$ases, la superficie si$nificativa no es la superficie total de las part'culas

$ranulares )ue $eneralmente se utiliz