Isotermas de adsorcin

Isotermas de Adsorcin

Una isoterma de adsorcin, es la relacin general entre la cantidad de gas adsorbido por un slido, a temperatura constante como funcin de la presin del gas.Tambin puede definirse como la relacin en el equilibrio entre la cantidad de gas adsorbido y la presin del gas a temperatura constante.

Isoterma de Langmuir

Isoterma de Langmuir

Corresponde a una adsorcin en monocapa. La cantidad adsorbida aumenta con la presin hasta alcanzar un valor lmite correspondiente al recubrimiento de la superficie por una mono capa. Es la isoterma caracterstica de un proceso nicamente de quimisorcin.

A presiones intermedias la cantidad adsorbida depende del coeficiente de adsorcin o constante de equilibrio (b) y por tanto tambin de la temperatura.

La limitante ms importante de la isoterma de Langmuir es que supone que el calor de adsorcin es independiente del recubrimiento de la superficie.

P: Presin

Po: Presin de vapor de saturacin. Vm: Capacidad de monocapa.

Vads: Cantidad adsorbida Isoterma de Freundlich

K y n son constantes. El exponente 1/n vara entre 1 y 0.1.

Ejemplo de AdsorcinCalcular el calor integral de adsorcin de acetona sobre carbn activado a 30 C como una funcin de la concentracin del adsorbato.Obsrvese la figura. Las issteras para diferentes concentraciones son rectas en este diagrama; sus pendientes se miden con la ayuda de una regla milimtrica. La tabla adjunta lista, en la columna 1: la concentracin de adsorbato de cada isstera; la columna 2: la pendiente correspondiente.

X, kg acetona/kg carbnPendiente de la issteraCalor diferencial de adsorcin, , kJ/kg acetonaCalor integral de adsorcin, kJ/kg carbnH, referido al vapor de acetonaH, referido a la acetona lquida(1)(2)(3)(4)(5)0.51.170-640-29.8-2.10.101.245-686-63.0-7.90.151.300-716-97.9-15.10.201.310-721-134.0-23.70.251.340-740-170.5-32.60.301.327-730-207.2-41.9Como en este caso el adsorbato y la sustancia de referencia son iguales, M = M, en consecuencia, = - (pendiente de la isstera). A 30 C, = , el calor latente de evaporacin de la acetona = 551 kJ/kg. La columna (3) de la tabla lista los valores de calculados de esta forma.La columna (3) se grafica como ordenada contra la columna (1) como abscisa. El rea bajo la curva entre X = 0 y cualquier valor de X se lista en la columna (4) como el calor integral de adsorcin correspondiente, referido al vapor de acetona. Por lo tanto, el rea bajo la curva entre X = 0 y X = 0.20 = -134.0. Si se adsorben 0.20 kg de vapor de acetona a 30 C sobre 1 kg de carbn fresco a 30 C y el producto se lleva a 30 C, se desprenden 134 kJ.La columna (5), el calor integral de adsorcin referido a la acetona lquida, se calcula a partir de la relacin = + X. Entonces, en X = 0.20, = - 134 + 551(0.20) = -23.7 kJ/kg carbn.