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7/26/2019 FENMENO DE ADSORCIN.pptx

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FENMENO DE ADSORCIN:PRINCIPIOS Y APLICACIONES


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ADSORCIN La adsorcin es un fenmeno de

concentracin de una sustancia sobre lasuperficie de un slido o lquido. Lasustancia atrada acia la superficie sellama fase adsorbida!"adsorbato# !mientras que aquella a que se adiere es eladsorbente.

La adsorcin es un proceso por el cual$tomos! iones o mol%culas son atrapados oretenidos en la superficie de un material.

La adsorcin de &ases en slidos dependedel tipo de adsorbente! de su superficieespecfica "superficie por unidad de

masa#! del tipo de &as adsorbido! de supresin ' de la temperatura. (n &eneral el aumento de la presin ' la

disminucin de la temperatura fa)orecenla adsorcin del &as por el slido.

*uede utili+arse para fluidos ' &ases


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TIPOS DE ADSORCIN:

*ara adsorbatos coni&ual car&a! el tama,omolecular es el quedetermina cu$l ser$

adsorbido

ADSORCINPOR

INTERCAMBIO

Los iones delsoluto se

concentran en lasuperficie del

adsorbente! quese alla car&ada

el%ctricamentecon si&nocontrario a los

iones del soluto.

(n este proceso elsoluto ' el adsorbente

se atraen por fuer+aselectrost$ticas


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TIPOS DE ADSORCIN:

ADSO

RCIN

POR

FUERZASDE

VANDER

WAALS

-ambi%n llamada adsorcinfsica o fisisorcin.

(n este tipo de adsorcin! eladsorbato no est$ fio en la

superficie del adsorbente! sinoque tiene mo)ilidad en la

interface

(sta adsorcin! en &eneral!

predomina a temperaturas baas.(emplo de este tipo de adsorcines el de la ma'ora de las

sustancias or&$nicas en a&ua concarbn acti)ado. (n este tipo deadsorcin el adsorbato conser)a

su naturale+a qumica


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TIPOS DE ADSORCIN:

ADSORCINQUMICA

Llamada tambi%n adsorcin

acti)a o qumisorcinSucede cuando a'interaccin qumica entreadsorbato ' adsorbente.

La fuerza de la

interaccin entreadsorbato y

adsorbente es fuerte,casi como un enlacequmico. En este tipo

de adsorcin el

adsorbato sufre unatransformacin, ms omenos intensa, de sunaturaleza qumica.

Una de las msimportantes aplicaciones

del fenmeno de adsorcina nivel industrial, es de la

extraccin de humedad delaire comprimido. En esteproceso se hace pasar elaire comprimido por unlecho de almina u otro

material activo, que

retiene las mol!culas dea"ua por adsorcin.


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ELEMENTOS DE ADSORCIN:

ELEMENTOS DE

ADSORCIN

CARBN

ACTIVADO

ALMINAACTIVADA

ZEOLITASTIPO TAMIZMOLECULAR

Se usa en los si&uientes procesos/Depuracin de a&ua subterr$neaDecloracin del a&uaDepuracin de a&uas para piscinas

Refinamiento de las a&uasresiduales tratadas

Se caracteri+adas por las

si&uientes propiedades/ Alto &rado de idratacin. 0aa densidad ' un &ran

)olumen de )acos cuando esdesidratado.

la estabilidad de suestructura cristalina cuandose desidrata.

*or su abilidad de

absorber &ases ' )apores.

Uso:1 Sistemas de secado de aire.1 Sistemas de secado neum$tico.1 Control de umedad paraprocesos industriales.1 Control de umedad en &eneral.1 Intercambiadores de Calor.


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ISOTERMA DE ADSORCIN

ISOTERMA DE TIPO I/ se caracteri+a porque la adsorcin seproduce a presiones relati)amente baas. Caractersticas de losslidos micro porosos.

ISOTERMA DE TIPO II/ es caractersticas de slidos macroporosos o no porosos! tales como ne&ros de carbn.

ISOTERMA DE TIPO III/ ocurre cuando la interseccin adsorbato1adsorbente es baa. (emplo/ adsorcin de a&ua en ne&ros de carbn&rafiti+ados. "Isoterma que se presenta cuando e2iste baainteraccin adsorbato 3 adsorbente#

ISOTERMA DE TIPO IV/ es caracterstica de slidosmesoporosos .*resenta un incremento de la cantidad adsorbidaimportante a presiones relati)as intermedias ' ocurre mediante unmecanismo de llenado en multicapas.

ISOTERMA DE TIPO V/ Al i&ual que la isoterma tipo III! escaracterstica de interacciones adsorbato1adsorbente d%biles! pero

se diferencia de la anterior en que el tramo final no es asinttico.

ISOTERMA DE TIPO VI/ es poco frecuente! este tipo de adsorcinen escalones ocurre slo para slidos con una superficie no porosamu' uniforme. (emplo/ adsorcin de &ases nobles en carbn&rafiti+ados.


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MODELOS ISOTRMICOS DEADSORCIN

ISOTERMA DE LANGMUIR:(ADSORCIN EN UNA SOLA CAPA)

-odos los sitios del slido tienen i&ual acti)idad para laadsorcin.No e2iste interaccin entre las mol%culas adsorbidas.Cada unin adsorbato1adsorbente tiene la mismaestructura ' sucede por el mismo mecanismo. Cada sitio oporo del slido puede alber&ar una sola mol%cula deadsorbato.-emperatura constante.


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ISOTERMA DE FREUNDILCH:

-emperatura constante.Superficie ru&osa "micro poroso#.

Distribucin e2ponencial de laener&a de los sitios de adsorcin.No supone la formacin de unamonocapa.


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ISOTERMA DE ADSORCIN DE BRUNAUER, EMMET Y TELLER(BET)

La ecuacin de 0runauer1(mmett1-eller se emplea rutinariamentepara la determinacin del $reaespecfica superficial total de unadsorbente.

(ste modelo de adsorcin lineali+ala isoterma del -ipo II. (n la teora de 0(- se ampla la

teora del modelo de monocapa deLan&muir mediante la introduccinde ciertas suposiciones! que

inclu'en adsorcin en multicapa 'la condensacin capilar.


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FACTORES CARACTERSTICOS DE LOSPROCESOS DE ADSORCION

Los factores a considerar en un proceso de adsorcin son los siguientes:

1) EL SISTEMA ADSORBENTE-ADSORBATO, EN LO RELATIVO A:

) Superficie especfica y porosidad del slido.

) Tamao de partcula.

) Tamao, estructura y distribucin de los poros

Estas caractersticas s! "#$ i"%rta!tes e! &as eta%as 'e tra!s(ere!cia 'e "asa %r a'srci!:

) Difusin del soluto desde el seno de la fase fluida hasta superficie externa del adsorbente.

) Difusin de las molculas de adsorbato hasta el interior de los poros para alcan!ar la superficie libre de los

mismos.

) "dsorcin de las molculas de soluto sobre la superficie del slido, por fuer!as de tipo fsico o #umico. $n

general, la etapa de adsorcin es muy r%pida en relacin con los procesos de difusin.


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*) LOS MATERIALES ADSORBENTES

Los materiales slidos empleados como adsorbentes son productos

naturales o sintticos. $n cual#uier caso, el proceso de fabricacin ha de

asegurar un gran desarrollo superficial mediante una ele&ada porosidad.

Los adsorbentes naturales 'arcillas, !eolitas( tienen pe#ueas superficies.

Otras caractersticas i"%rta!tes +#e 'ee re#!ir #! #e! a'sre!te

s! &as si#ie!tes:

"lta capacidad de adsorcin.

)ropiedades fsicas y tamao de partcula .

*oste ba+o.

%cil regeneracin.


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EL PROCESO DE ADSORCI.NINCL/0E TRES PASOS NECESARIOS:

Paso 1. En primer lu"ar el #uido debe entran en

contacto con el adsorbente $donde se establece un

equilibrio entre el #uido adsorbido y el #uido que

permanece en la fase #uida% para que el compuesto

para adsorber que adsorba en forma preferencial o

selectiva sobre la adsorbente.

Paso !. El #uido no adsorbido debe separarse de la

mezcla adsorbente & adsorbato.

Paso ". El adsorbente debe re"enerarse, mediante

la eliminacin del adsorbato, o bien, desecharse el

advente utilizado y reemplazarse por material nuevo.


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E/ILIBRIO DE ADSORCI.N E

ISOTERMAS DE ADSORCI.N

La adsorcin de una especie #umica presente en la solucin del suelo

'adsorbato( por los constituyentes de la fase slida del suelo 'adsorbente(

ocurre debido a las interacciones entre la superficie acti&a de las partculas

slidas y el adsorbatos. La experiencias en batch consisten en me!clar y

agitar una cantidad determinada de suelo con disoluciones de diferentes

concentraciones del soluto estudiado, por e+emplo, un metal pesado.

)re&iamente, se tiene #ue determinar la concentracin de este metal en el

suelo. La gr%fica #ue representa el metal adsorbido, *s, en funcin de la

concentracin de la disolucin, *m, es la isoterma de adsorcin, cuya

expresin general es:

Cs 2 3' C"


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APLICACIONES:

Las aplicaciones en las #ue se emplea ste proceso como

separacin son: purificar aguas residuales, #uitar olores,

sabores o colores no deseados por e+emplo en aceites, +arabes

de a!-car, en la des humidificacin de gasolinas, o en el

secado de aire, extraccin de humedad del aire comprimido


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E4TRACCI.N DE 5/MEDAD DEL AIRECOMPRIMIDO

na de las aplicaciones m%s

conocidas de la adsorcin en

el mundo industrial, es la

extraccin de humedad del

aire comprimido.


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P/RIFICAR A6/AS RESID/ALES

La purificacin de agua es una parte crtica de

la de&olucin de agua para el medio ambiente.

Las aguas residuales son un subproducto de

la &ida moderna y el efluente debe ser tratadoantes de &ol&er a la naturale!a.


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A7 TRATAMIENTO DE A6/A POR CARB.NACTIVADO:

La 'ltracin por carbn activo se emplea en la industria azucarera,

qumica, farmac!utica, refresquera, etc. as como en el tratamiento de

a"uas, debido a su "ran capacidad de adsorcin de diversos elementos,

sumado a la posibilidad de limpieza del lecho 'ltrante con "ran facilidady rapidez, as como a la capacidad de re"eneracin del mismo.

En el mbito del tratamiento de a"uas en espec'co, estos procesos se

emplean para depuraciones de a"ua subterrnea, puri'caciones del

caudal 'nal de las estaciones de tratamiento de a"ua potable,

decloraciones del a"ua, depuracin de a"uas para piscinas, re'namiento

de las a"uas residuales tratadas, etc.


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(. LE)*+ E )-(+/

-)012-+Los lechos de carbn acti&o se

instalan en columnas de filtrado, con

o sin presin, siendo la funcin

desarrollada por ste la de filtrado

final, en combinacin con filtros de

arenas, actuando como adsorbente o,

indi&idualmente, actuando como

filtro mec%nico y adsorbente.


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C7 LIMPIE8A DEL LEC5O

El sistema ms simple, pero no completamente e'caz de

limpieza del lecho 'ltrante es el contra3lavado con a"ua

$comnmente llamado retro3lavado%, mediante el cual se

produce un arrastre de partculas y una expansin del lecho de

aproximadamente un 456. -dems, se"n la cantidad y tipo

de sustancias retenidas, ser preciso, cada cierto tiempo,

re"enerar el carbn mediante la oxidacin de la materia

or"nica, etc. En estos procesos se destruye una peque7a

cantidad del carbn activo que deber ser sustituida a futuro.


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*ROC(SO D( ADSORCINCON CAR0N AC-I5ADO

ADSORCIN CON CARBN ACTIVO

La adsorcin es un proceso donde un slido se utiliza para quitar una sustancia soluble dela"ua. En este proceso el carbn activo es el slido. El carbn activo se produceespec'camente para alcanzar una super'cie interna muy "rande $entre 855 3 9855m 4 ;"%. Esta super'cie interna "rande hace que el carbn ten"a una adsorcin ideal.

MATERIALES: -zul de metileno 2aso de precipitado Una bureta )arbn activado


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PROCEDIMIENTO

:


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