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2013

INTEGRANTES:

11070101 AVILA ROMN JUAN CARLOS

11070109 CHACON MEJIA CHRISTIAN RAPHA

11070033 CHAVEZ HUAMANI DAMIAN DAN

11070042 MAYTA TICONA HUMBERTO

11070043 MEJIA MAITA FRANK KAROL

14/12/2013


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UNMSM/F.QIQ/DAF/EAP. IQ/FISICOQUIMICA 2 2013

1 TRABAJO DE INVESTIGACIN: ADSORCIN

Adsorcin de gases sobre slidos

El fenmeno de adsorcin sobre superficies, tanto lquidas como slidas, se

caracteriza por la existencia de una sustancia determinada que se presenta en

mayor concentracin en esa zona que en el resto del sistema. La sustancia que

se concentra en la superficie se denomina adsorbato y la que es capaz de

concentrar otra en su superficie se conoce como adsorbente. Es especialmente

importante en Fisicoqumica el caso de gases que se concentran en la

superficie de ciertos slidos En general el aumento de la presin y la

disminucin de la temperatura favorecen la adsorcin del gas por el slido.

Cuando una molcula de gas golpea una superficie slida, puede rebotar o

quedar fijada sobre la superficie, es decir, sufrir adsorcin. En ese ltimo caso

a continuacin, la molcula adsorbida puede difundirse (moverse) sobre la

superficie, quedarse fija, sufrir una reaccin qumica o disolverse en el interior

del slido (proceso conocido como absorcin y del que es un conocido ejemplo

el empleo de CaCl2 anhidro como desecador: el agua de la atmsfera es

adsorbida y a continuacin absorbida para formar un hidrato). En este tema

vamos a centrar nuestro estudio en el proceso de adsorcin y a continuacin

los procesos de reaccin (catlisis heterognea) que pueden derivarse.

Podemos definir el primero de estos procesos como:

- adsorcin: proceso de unin de una molcula procedente de otra fase

sobre la superficie de un slido.

- desorcin: proceso inverso a la adsorcin.


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Podemos distinguir dos comportamientos lmites de adsorcin, fisisorcin y

quimisorcin, aunque es frecuente observar comportamientos intermedios.

Adsorcin fsica o fisisorcin: las molculas del gas se mantienen unidas a la

superficie del slido por medio de fuerzas de Van der Waals (interacciones

dipolares, dispersin y/o induccin). Este hecho define todas las

caractersticas propias de la fisisorcin:

i) es una interaccin dbil.

ii) Es un proceso exotrmico (las fuerzas de van der Waals son

atractivas) en el que los calores liberados, Hads (aprox.

20-40 kJ/mol) son semejantes a las entalpas de condensacin de la

sustancia adsorbida. La energa liberada es adsorbida en forma de

vibracin por la red del slido y Hads se puede medir por el

aumento de temperatura de la muestra.

iii) La molcula fisisorbida mantiene su identidad ya que la energa es

insuficiente para romper el enlace aunque su geometra puede estar

distorsionada.

iv) La fisisorcin es un proceso no especifico ya que las fuerzas que

intervienen no lo son y no existe una selectividad marcada entre

adsorbato y adsorbente. En general, los gases muy polarizables son

adsorbidos ms fcilmente.

v) La fisisorcin se produce en multicapas. Sobre una capa de gas

fisisorbida puede adsorberse otra. La Hads para la primera capa

viene determinada por las fuerzas entre adsorbente (M) y adsorbato

(A), mientras que la Hads para las capas siguientes depende de las

interacciones A-A y por tanto es similar a la entalpa

de condensacin.


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Adsorcin qumica o quimisorcin: fue propuesta por Langmuir en 1916. En

este caso las molculas de gas se mantienen unidas a la superficieformando un enlace qumico fuerte. Este hecho define las caractersticas

propias de la quimisorcin:

se trata de una interaccin ms fuerte que la fisisorcin. las entalpas de quimisorcin son mucho mayores que las de

fisisorcin y del orden de las que se liberan en la formacin de

enlaces qumicos, Hads = - (100-500) kJ/mol. Si en la quimisorcin

se produce formacin y rotura de enlaces podran esperarse valores de

Hads tanto positivos como negativos (al igual que en las reacciones

qumicas ordinarias). Sin embargo, la quimisorcin es exotrmica

normalmente. La razn es que un proceso espontneo requiere G0.

La quimisorcin es especfica. Por ejemplo el N2 es quimiadsorbido atemperatura ambiente sobre Fe, W, Ca y Ti, pero no sobre Ni, Zn, Ag,

Cu o Pb. El Au(s) quimisorbe O2, C2H2 y CO pero no H2, CO2 o N2.


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Dado que implica la formacin de un enlace entre adsorbato y eladsorbente, el proceso se detiene tras la formacin de una

monocapa sobre la superficie. Aunque slo una capa puede estar

quimisorbida puede producirse adsorcin fsica de nuevas capas deadsorbato sobre la primera.

En general, la quimisorcin implica la rotura y formacin de enlaces, porlo que la molcula quimisorbida no mantiene la misma estructura

electrnica (enlaces) que en fase gaseosa.

Algunos ejemplos de quimisorcin son:

a) H2 quimisorbido sobre metales: aparecen tomos de H enlazados a tomos

metlicos que se pone en evidencia por el hecho de que los metales que

quimisorben H2 catalizan la reaccin de intercambio H2+ D22HD.

b) La quimisorcin del C2H6 sobre metales se produce a travs de la ruptura

de un enlace C-H y, en menor extensin, por la rotura del enlace C-C, lo que

se comprueba porque estos metales catalizan las reacciones de intercambio y

de craqueo.

C2H6 + D2 C2H5D + HD C2H6 + H2 2CH4

C) La quimisorcion de CO2sobre xidos metlicos se produce por formacin

de iones carbonato

CO2 + O2- CO3

2-


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d)El CO sobre metales puede formar dos tipos de enlace en funcin de la

presin y del metal

Las especies que tienen pares de electrones no compartidos o enlaces

mltiples pueden ser quimisorbidas sin disociar,

Por ejemplo: CO2, NH3, C2H4.

La relacin entre la cantidad de gas adsorbido por un slido y la

presin del gas (p), a temperatura constante, se representa mediante las

denominadas isotermas de adsorcin o de Freundlich. Empricamente

dependen de las caractersticas del adsorbente y del adsorbato (k y n), y se

puede expresar como

Generalmente, el valor de n es menor que 1, por lo que al aumentar la presin

el volumen de gas adsorbido crece menos. Al decrecer la temperatura tiende a

1 por lo que la isoterma se aproxima a una recta.


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TIPOS DE ADSORCION

Cabe distinguir tres tipos de adsorcin segn si la atraccin entre el soluto y el

adsorbente sea de tipo elctrico, de van der waals o de naturaleza qumica.

Estos tipos son comnmente conocidos como: adsorcin fsica, adsorcinqumica y adsorcin inica.

ADSORCION IONICA O POR INTERCAMBIO

Proceso mediante el cual los iones de una sustancia se concentran en una

superficie como resultado de la atraccin electrosttica en los lugares cargados

de la superficie. Para dos adsorbatos inicos posibles, a igualdad de otros

factores, la carga del ion es el factor determinante en la adsorcin de

intercambio. Para iones de igual carga, el tamao molecular (radio desolvatacin) determina el orden de preferencia para la adsorcin.

En el transcurso del trayecto subterrneo, las aguas entran en contacto con

diferentes sustancias minerales, algunas de las cuales tienen la propiedad de

intercambiar ciertos iones con otros contenidos en el agua, fenmeno que tiene

una particular relevancia en la qumica del agua subterrnea.

Determinados slidos tienen su superficie cargada elctricamente y, cuando

estn en contacto con las aguas naturales, su carga provoca que iones de

carga opuesta, presentes en el agua, se concentren en la interfase solucin-

slido. La causa del intercambio obedece a que los iones adsorbidos en lasuperficie lo estn muy dbilmente (iones lbiles) de modo que pueden ser

fcilmente reemplazados por otros iones, conservndose la carga. Se trata de

un fenmeno regulado por un equilibrio dinmico entre los iones adsorbidos y

los del agua. En general, todos los minerales tienen cierta capacidad de

cambio, pero slo la presentan de forma acentuada algunas especies

minerales, entre las que destaca el grupo de las arcillas.

Las arcillas, a valores de pH normales, estn cargadas negativamente. El

hecho de que sus cargas negativas libres de superficie sean compensadas por

la adsorcin de cationes, hace que habitualmente el fenmeno sea conocidocomo intercambio catinico o de bases.

En general, la fuerza de enlace de los cationes depende de su valencia,

tamao efectivo e hidratacin, y de las caractersticas del adsorbente. En

principio, los iones de igual carga son adsorbidos con igual fuerza sobre la

superficie slida cargada; en la prctica, sin embargo, el radio hidratado


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determina la fuerza de adsorcin, siendo ms fuertemente retenidos los de

menor radio hidratado.

Hay que tener en cuenta que la hidratacin es directamente proporcional a la

carga del in e inversamente proporcional al radio inico. Por otra parte, los

iones multivalentes se concentran en la doble capa preferentemente sobre los

monovalentes. Es decir, los iones divalentes son adsorbidos ms

Fuertemente que los monovalentes. Esta selectividad, que favorece la

adsorcin de cationes de mayor carga, decrece con el incremento de la fuerza

inica en la solucin, mientras que la

Dilucin favorece la retencin de los iones de mayor carga. Todo ello puede

condicionar de manera importante el proceso de intercambio inico en un agua

salinizada.

ADSORCION FISICA

Tambin conocida como fisisorcion, donde la especie adsorbida (fisisorbida)

conserva su naturaleza qumica.

Este tipo de adsorcin tiene lugar debido a las fuerzas de van der waals. En

este caso la molcula adsorbida no esta fija en un lugar especfico de la

superficie, sino ms bien esta libre de trasladarse dentro de la interfase.


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Esta adsorcin en general, predomina a temperaturas bajas. La adsorcin de la

mayora de las sustancias orgnicas en el agua con carbn activado se

considera de naturaleza fsica.

Se caracterizan en que:

Es especfica del par gas (adsorbato) slido (adsorbente). No se modifica el estado electrnico del gas ni del slido, entonces las

especies no se alteran.

la energa implicada es del mismo orden de magnitud que un calorlatente de condensacin (relativamente baja).

es un fenmeno rpido aunque puede verse disminuida su velocidad porefectos de difusin del gas en poros.

forma una o ms capas de molculas adsorbidas. Sobre una capa de gasfisisorbida puede adsorberse otra. La Hads para la primera capa viene

determinada por las fuerzas entre adsorbente (M) y adsorbato (A),

mientras que la Hads para las capas siguientes depende de las

interacciones A-A y por tanto es similar a la entalpa de condensacin.

puede acompaarse de condensaciones capilares (efecto negativo)cuando los slidos son porosos.

Adsorcin fsica: caracterizacin de la textura porosa

La medida de adsorcin de gases su utilizan ampliamente para lacaracterizacin de una amplia variedad de slidos porosos como xidos,

carbones, zeolitas, o polmeros orgnicos.

A medida que disminuye el tamao del poro aumenta el potencial de

adsorcin.

En el caso de que el poro sea lo suficientemente ancho las molculas se irn

adsorbiendo formando una monocapa, y a medida que aumenta la cantidad

adsorbida, el adsorbato se ordena en capas sucesivas (llenado en multicapas).


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Esquema de la adsorcin fsica en a) una superficie plana, b)un mesoporo y c)

un microporo.

ADSORCION QUIMICA

Tipo de adsorcin en la cual la especie adsorbida (quimisorbida) sufre una

transformacin, ms o menos intensa, para dar lugar a una especie distinta, en

otras palabras, si el adsorbato sufre una interaccin qumica con el adsorbente,

el fenmeno se llama tambin adsorcin activa o quimisorcion.


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Las energas de adsorcin son elevadas, del orden de las de un enlace qumico.

Debido a que el adsorbato forma unos enlaces fuertes localizados en loscentros activos del adsorbente. Esta adsorcin suelte estar favorecida a una

temperatura elevada.

Mediante este fenmeno, se fija un gas en la superficie de un slido, por

intermedio de fuerzas de valencia, derivando en nuevos enlaces. Se trata

entonces de fuerzas de atraccin-repulsin similares a las de una reaccin

qumica. Sus caractersticas principales son:

- es especfica para el par adsorbente-adsorbato,-

se modifica el estado electrnico del sistema,- puede alterarse la naturaleza qumica del gas,- la energa del sistema es del mismo orden de magnitud que aquella de una

reaccin qumica (relativamente grande 200 Kcal/gmol),- no es instantnea (algunas veces, la mayora, es activada),- forma una capa unimolecular

La quimisorcin puede ser:

1) No disociativa. Cuando las molculas de gas no se escinden. Porejemplo, adsorcin de CO sobre metales.


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Ocurre formacin de cargas parciales sin disociacin

2) Disociativa. Ocurre una ruptura en los enlaces de la molcula deadsorbato, que puede ser, a su vez:

Homoltica: Si la prdida de electrones al realizarse la ruptura generamolculas (fragmentos) con el mismo nmero de electrones.

Adsorcin de H2sobre Pt

Heteroltica: Si un fragmento retiene los electrones resultado de laruptura (formacin de cargas + - )

Reversible. El gas adsorbido puede ser recuperado mediante laoperacin inversa (desorcin) sin modificacin alguna.

Irreversible. Se modifica el gas adsorbido y en la desorcin observamosuna especie diferente.

Sitios para la quimisorcin.

Son los lugares localizados en la superficie del slido donde se fijan lasespecies gaseosas. Pueden clasificarse segn su naturaleza en:

Slido

O2

Pt

CO


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Cuando los sitios participan en la reaccin cataltica se denominan SITIOS CENTROS ACTIVOS

Los sitios son uniformes cuando tenemos un slido unicristalino (perfecto).Si no ocurre lo anterior, los sitios activos no son forzosamente uniformespues la superficie no es uniforme.


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Algunos ejemplos de quimisorcin son:

a) quimisorbido sobre metales: aparecen tomos de H enlazados a tomos

metlicos que se pone en evidencia por el hecho de que los metales quequimisorben catalizan la reaccin de intercambio

+ 2HD.

b) La quimisorcin del sobre metales se produce a travs de la ruptura deun enlace C-H y, en menor extensin, por la rotura del enlace C-C, lo que se

comprueba porque estos metales catalizan las reacciones de intercambio y de

craqueo.

+ D + HD

c) La quimisorcin desobre xidos metlicos se produce por formacin deiones carbonato.

+ +

d) El CO sobre metales puede formar dos tipos de enlace en funcin de la

presin y del metal. Las especies que tienen pares de electrones no

compartidos o enlaces mltiples pueden ser quimisorbidas sin disociar, por

ejemplo: CO2, NH3, C2H4.

Se puede ver en el siguiente cuadro las diferencias entre adsorcin fsica y

adsorcin qumica:

ADSORCION FISICA ADSORCION QUIMICA

1. Interacciones dbiles adsorbatoadsorbente, del tipo Van derWaals, dipolo-dipolo, puentes dehidrgeno.

1. Enlaces fuertes, del tipocovalente (se forma unnuevo compuesto).

2. Adsorcin reversible. 2. Generalmente

irreversible.3. Formacin de mono omulticapas.

3. Formacin demonocapas.

4. Calor de adsorcin (entalpa)rel tivamente bajo, H = 1 10Kcal/mol.

4. Calor de adsorcinelevado, H = 50 100Kcal/mol.

Ejemplos: adsorcin de agua sobre Ejemplos:formacin de


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el desecante silica gel, vapores dedisolventes sobre Cactivado, depsito de vapor deagua sobre vidrios, espejos, etc.

xido de Fe, por la reaccindel oxgeno con lasuperficie de objetos de Fe,algunas reacciones

especficas de catlisis,reacciones covalentes parainmovilizar enzimas, etc.

Otras diferencias mas especificas:

-La distancia para la cual la energa del sistema respecto a la molcula a ser adsorbida

es mnima Conoce como distancia de adsorcin.(d-fisisorcin < d-quimisorcin)

-Debido a que el potencial de atraccin para la especie quimisorbida es mayor que

la fisisorbida, La molcula estar ms cerca de la superficie.

-La fisisorcin es una etapa previa y necesaria para que ocurra la quimisorcin, que

tiene una mayor interaccin con la superficie y, por lo tanto, menor distancia de adsorci

Esquema de la evolucin de la energa potencial de una molcula de gas

acercndose a una superficie plana. a) Fisisorcin. b) fisisorcin de una

molcula disociada, c) fisisorcin seguida de quimisorcin.


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Isoterma de adsorcin

Elconcepto de adsorcin, se refiere a la unin de los tomos, iones o

molculas de ungas o de un lquido (adsorbato) a la superficie de un slido o

lquido (adsorbente). En los slidos porosos o finamente divididos la adsorcin

es mayor debido al aumento de la superficie expuesta. De forma similar, la

superficie adsorbente de una cantidad de lquido se incrementa si el lquido

est dividido en gotas finas. En algunos casos, los tomos del adsorbato

comparten electrones con los tomos de la superficie adsorbente, formando

una capa fina de compuesto qumico. La adsorcin es tambin una parte

importante de la catlisis y otrosprocesos qumicos. En la absorcin, lasmolculas de la sustancia adsorbida penetran en todo elvolumen del slido o

lquido adsorbente.

Una isoterma de adsorcin (tambin llamada isoterma de sorcin) describe el

equilibrio de laadsorcin de un material en una superficie (de modo ms

general sobre una superficie lmite) atemperatura constante. Representa la

cantidad de material unido a la superficie (elsorbato) como una funcin del

material presente en la fase gas o en la disolucin. Las isotermas de adsorcin

se usan con frecuencia como modelos experimentales,1 que no hacenafirmaciones sobre los mecanismos subyacentes y las variables medidas. Se

obtienen a partir de datos de medida por medio deanlisis de regresin.

Tipos de isoterma de adsorcinBrunauer clasifico las isotermas de adsorcin de gases sobre solidos en cinco

tipos: I, II, III, IV, V. Cada una de ellas corresponde a un comportamiento de

adsorcin bien definido.
http://www.monografias.com/trabajos10/teca/teca.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/gase/gase.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Adsorci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Sorbato&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Isoterma_de_adsorci%C3%B3n#cite_note-Atkins-1http://es.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lisis_de_regresi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lisis_de_regresi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lisis_de_regresi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Isoterma_de_adsorci%C3%B3n#cite_note-Atkins-1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Sorbato&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Adsorci%C3%B3nhttp://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos10/gase/gase.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/teca/teca.shtml


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Tipo I

El adsorbato cubre al adsorbente, el cual tiene una superficie uniforme, hasta

que se forma una monocapa y entonces el proceso se detiene. La gran mayora

de los procesos de quimisorcion muestran este tipo de isoterma.

Este tipo de isoterma se ajusta a la isoterma descrita por Langmuir, enunciadaen la siguiente ecuacin:

Esta ecuacin se basa en las siguientes suposiciones:

Todos los sitios de adsorcin son equivalentes. La adsorcin no depende del recubrimiento. Se alcanza el equilibrio descrito por la siguiente ecuacin:

donde la adsorcin procede con una constante de velocidad y ladesorcin procede con una constante de velocidad

La isoterma de Langmuir se usa mucho en casos de quimisorcion o deadsorcin de gases en solidos no porosos. Esto no significa que haga un buentrabajo en los casos de quimisorcion. En un gran nmero de casos es necesarioutilizar isotermas de langmuir modificadas, tales como las propuestas porfreundlich o por Temkin.


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Tipo II

El adsorbato cubre al adsorbente hasta que se forma una monocapa y el

proceso continua con adsorcin en multicapas. Es un perfil frecuente en

procesos de adsorcin fsica en los cuales las interacciones son poco

especficas. Para que se produzca este tipo de comportamiento es necesarioque la afinidad del adsorbato por el adsorbente sea algo mayor que la afinidad

del adsorbato por si mismo.

Este tipo de isoterma se puede ajustar a la ecuacin llamada BET, desarrolladapor Brunauer, Emmett y Teller. La forma de la ecuacin es como sigue:

Donde:

es la presion de vapor de saturacin

es la capacidad de monocapa

aprox. Igual a []

La isoterma BET es una extensin del argumento de Langmuir:

La primera capa obedece a un calor de adsorcin Las capas posteriores a la primera tienen un calor de adsorcin igual al

calor de licuefaccin,.

La ecuacin BET reproduce bastante ben capas adsorbidas fsicamente.


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Tipo III

El adsorbato tiene aproximadamente la misma afinidad por el adsorbente y por

s mismo, o es ligeramente ms afn a si mismo que el adsorbente, por lo cual

es una vez que se ha adsorbido una molcula esta acta tambin como sitio

libre para que otra molcula se adsorba. Esto conduce a un recubrimientodesigual, con partes limpias, partes cubiertas con monocapa y partes cubiertas

con multicapa.

Las isotermas tipo III pueden ajustarse bastante bien a la BET.

Tipo IV

En este caso el comportamiento inicial consiste en formar una monocapa, para

luego mostrar comportamiento de formacin de multicapas hasta alcanzar unespesor de multicapa mximo a una presin mxima P. Este comportamiento

se justifica postulando un adsorbente rugoso en el cual la monocapa inicial

deja muchos huecos, que terminan por saturarse de adsorbato al alcanzar la

presin P. (condensacin capilar)


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Tipo V

En este caso el comportamiento inicial consiste en formar una multicapa hasta

alcanzar un espesor de multicapa mximo. Este comportamiento se justifica

postulando un adsorbente rugoso, como en el caso IV, y un adsorbato que

interactua dbilmente con el adsorbente.

Adsorcin de solutos desde soluciones: En trminos generales esta

adsorcin presenta las mismas caractersticas que la de gases:

Selectividad: Se presenta adsorcin del soluto o del solvente pero raras veces

de ambos. Unas sustancias son mejor adsorbidas que otras, la mayora de las

sustancias adsorbe preferentemente a iones de carga opuesta a la suya, y

dbilmente a los no electrolitos; las magnitudes de adsorcin de electrolitosdepende de la concentracin y PH de la solucin. El carbn vegetal es el nico

material comn que presenta un comportamiento prcticamente independiente

de la carga elctrica del material adsorbido, generalmente este adsorbe mejor

a los no electrolitos.

Variacin inversa con la temperatura.

Variacin directa con la complejidad de la molcula del adsorbato.


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ISOTERMA DE LANGMUIR

(ADSORCIN EN UNA SOLA CAPA)

La ecuacin de Langmuir o isoterma de Langmuir o ecuacin de adsorcin deLangmuir relaciona la adsorcin de molculas en una superficie slida con lapresin de gas o concentracin de un medio que se encuentre encima de lasuperficie slida a una temperatura constante. La ecuacin fue determinadapor Irving Langmuir por concentraciones tericas en 1916. Es una ecuacinmucho ms exacta para las isotermas de adsorcin del tipo 1.

Para ello postul que: "Los gases, al ser adsorbidos por la superficie del slido,forman nicamente una capa de espesor monomolecular" adems, visualizque el proceso de adsorcin consta de dos acciones opuestas, una decondensacin de las molculas de la fase de gas sobre la superficie, y una de

evaporacin de las situadas en la superficie hacia el gas. Cuando principia laadsorcin, cada molcula que colisiona con la superficie puede condensarse enella, pero al proseguir esta accin, cabe esperar que resulten adsorbidasaquellas molculas que inciden en alguna parte de la superficie no cubiertatodava, pero adems una molcula es capaz de liberarse por la agitacintrmica escapndose hacia el gas. Cuando las velocidades de condensacin yde liberacin se hacen iguales entonces se establece el equilibrio.

Resumiendo se puede decir que sus caractersticas son las siguientes:

Temperatura constante. Adsorcin localizada, slo en sitios definidos (activos) de la superficie. La superficie es homognea y se forma una monocapa, asumiendo que

cada sitio de adsorcin puede adherir slo una molcula de adsrbalo. La energa de adsorcin es la misma para todos los sitios de adsorcin. Cada unin adsrbalo-adsorbente tiene la misma estructura y sucede

por el mismo mecanismo

No existe interaccin entre las molcula adsorbidasLangmuir describe el estado de equilibrio como aquel en que la velocidad de

adsorcin es igual a la velocidad de desorcin.

El proceso dinmico de adsorcin de puede plantear como:

Donde es la constante de velocidad para la adsorcin y es la constante develocidad para la desorcin.
http://es.wikipedia.org/wiki/Adsorci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_parcialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Concentraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Irving_Langmuirhttp://es.wikipedia.org/wiki/Irving_Langmuirhttp://es.wikipedia.org/wiki/Concentraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_parcialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Adsorci%C3%B3n


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Para expresar el grado de extensin de la adsorcin se introduce la fraccin de

recubrimiento . Tomando en cuenta que por posicin slo puede adsorberse

una molcula:

Donde N es el nmero total de posiciones de desorcin en la superficie.

En cierto instante t se cumple:

Nmero de posiciones de adsorcin ocupadas = N Nmero de posiciones de adsorcin libres = N-N = N(1-).

Si consideramos una cintica de primer orden respecto a cada miembro, se

obtiene que la velocidad de adsorcin es proporcional nmero de al colisionesentre las molculas de la fase gaseosa y las posiciones de adsorcin vacas, ya

que slo se forma una monocapa:

La velocidad de desorcin ser proporcional al nmero de molculas

adsorbidas.

Se igualan las dos velocidades para expresar el estado de equilibrio donde se

obtiene:

Si despejamos la fraccin de recubrimiento:

Definiendo la constante de equilibrio como se obtiene la Isoterma de

Langmuir:

Donde es la fraccin de cobertura de la superficie, P es la presin del gas osu concentracin, y alpha es una constante.
http://es.wikipedia.org/wiki/Alphahttp://es.wikipedia.org/wiki/Alpha


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La constante es la constante de adsorcin de Langmuir y es mayor cuantomayor sea la energa de ligadura de la adsorcin y cuanto menor sea latemperatura.

El grado de recubrimiento puede obtenerse por la relacin entre el volumen de

gas adsorbido a la presin P y el volumen adsorbido cuando al monocapa esta

sobresaturada:

En funcin de la presin se obtiene:

La isoterma de Langmuir puede linealizarse para comprobar ms fcilmente si

el comportamiento experimental se ajusta a esta expresin:

Dando la vuelta a la ecuacin y multiplicando por se obtiene:


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Es decir, al representar frente a

, la ordenada en el origen nos da

y la pendiente

como se muestra en la siguiente figura:


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BIBLIOGRAFIA

Libros consultados:

Gilbert W Castelln, Fisicoqumica, segunda edicin, Addison WesleyLongman, Mxico 1998, paginas 450- 455.

TORREGROSA MACIA, R.; Tesis doctoral. Universidad de Alicante (1984) J. Bertrn y J. Nez (coords), Qumica Fsica II, temas 55 y 56. Ariel

Ciencia. 1 edicin

M. Daz Pea y A. Roig Muntaner, Qumica Fsica, tema 30. Alambra,1972.

P.W. Atkins Qumica Fsica, tema 28. Ediciones Omega, 6 edicin.

Pginas web consultadas(visitadas):

http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_Langmuir http://apuntescientificos.org/adorcion-ibq2.html www.agua.uji.es/pdf/leccionHQ17 publicaciones.ua.es/filespubli/pdf www.ecured.cu/index.php/Adsorcin depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Unidad3Adsorcion www.cnea.gov.ar/4cFundamentosdeAdsorcion http://es.wikipedia.org/wiki/Isoterma_de_adsorci%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_Langmuirhttp://apuntescientificos.org/adorcion-ibq2.htmlhttp://www.agua.uji.es/pdf/leccionHQ17http://www.agua.uji.es/pdf/leccionHQ17http://www.ecured.cu/index.php/Adsorci%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/index.php/Adsorci%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/index.php/Adsorci%C3%B3nhttp://www.cnea.gov.ar/4cFundamentosdeAdsorcionhttp://www.cnea.gov.ar/4cFundamentosdeAdsorcionhttp://www.cnea.gov.ar/4cFundamentosdeAdsorcionhttp://es.wikipedia.org/wiki/Isoterma_de_adsorci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Isoterma_de_adsorci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Isoterma_de_adsorci%C3%B3nhttp://www.cnea.gov.ar/4cFundamentosdeAdsorcionhttp://www.ecured.cu/index.php/Adsorci%C3%B3nhttp://www.agua.uji.es/pdf/leccionHQ17http://apuntescientificos.org/adorcion-ibq2.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_Langmuir

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