288805066 Adsorcion e Intercambio Ionico

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  • 8/16/2019 288805066 Adsorcion e Intercambio Ionico

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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