La adsorción se define como la adhesión de una especie química sobre la superficie de las partículas. El físico alemán Heinrich Kayser acuñó el término "adsorción" en 1881. La adsorción es un proceso diferente de absorción, en el que una sustancia difunde en un líquido o sólido para formar un solución.
En la adsorción, las partículas de gas o líquido se unen a la superficie sólida o líquida que se denomina adsorbente. Las partículas forman una película de adsorbato atómica o molecular.
Las isotermas se usan para describir la adsorción porque la temperatura tiene un efecto significativo en el proceso. La cantidad de adsorbato unido al adsorbente se expresa en función de la presión de concentración a una temperatura constante.
Se han desarrollado varios modelos de isotermas para describir la adsorción, que incluyen:
- La teoría lineal
- Teoría de Freundlich
- Teoría de Langmuir
- Teoría BET (después de Brunauer, Emmett y Teller)
- Teoría de Kisliuk
Los términos relacionados con la adsorción incluyen:
- Sorción: Esto abarca tanto los procesos de adsorción como los de absorción.
- Desorción: El proceso inverso de sorción. El reverso de la adsorción o absorción.
IUPAC Definición de adsorción
La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) la definición de adsorción es:
"Adsorción vs. Absorción
La adsorción es un fenómeno superficial en el que las partículas o moléculas se unen a la capa superior del material. La absorción, por otro lado, es más profunda, involucrando todo el volumen del absorbente. La absorción es el llenado de poros o agujeros en una sustancia.
Características de los adsorbentes
Típicamente, los adsorbentes tienen diámetros de poro pequeños para que haya un área de superficie alta para facilitar la adsorción. El tamaño de poro generalmente oscila entre 0.25 y 5 mm. Los adsorbentes industriales tienen alta estabilidad térmica y resistencia a la abrasión. Dependiendo de la aplicación, la superficie puede ser hidrofóbico o hidrofílico Ambos polar y no polar existen adsorbentes. Los adsorbentes vienen en muchas formas, incluidas varillas, gránulos y formas moldeadas. Hay tres clases principales de adsorbentes industriales:
- Compuestos a base de carbono (p. Ej., Grafito, carbón activado)
- Compuestos a base de oxígeno (p. Ej., Zeolitas, sílice)
- Compuestos a base de polímeros
Cómo funciona la adsorción
La adsorción depende de la energía superficial. Los átomos superficiales del adsorbente están parcialmente expuestos para que puedan atraer las moléculas de adsorbato. La adsorción puede ser el resultado de una atracción electrostática, quimisorción o fisisorción.
Ejemplos de adsorción
Los ejemplos de adsorbentes incluyen:
- Gel de sílice
- Alúmina
- Carbón activado o carbón vegetal
- Zeolitas
- Enfriadores de adsorción utilizados con refrigerantes
- Biomateriales que adsorben proteínas
La adsorción es la primera etapa del ciclo de vida de un virus. Algunos científicos consideran que el videojuego Tetris es un modelo para el proceso de adsorción de moléculas conformadas en superficies planas.
Usos de adsorción
Hay muchas aplicaciones del proceso de adsorción, que incluyen:
- La adsorción se usa para enfriar el agua de las unidades de aire acondicionado.
- Carbón activado Se utiliza para la filtración de acuarios y la filtración de agua en el hogar.
- El gel de sílice se usa para evitar que la humedad dañe la electrónica y la ropa.
- Los adsorbentes se usan para aumentar la capacidad de los carbonos derivados del carburo.
- Los adsorbentes se utilizan para producir recubrimientos antiadherentes en las superficies.
- La adsorción puede usarse para extender el tiempo de exposición de medicamentos específicos.
- Las zeolitas se usan para eliminar el dióxido de carbono del gas natural, eliminar el monóxido de carbono del gas de reforma, para el craqueo catalítico y otros procesos.
- El proceso se utiliza en laboratorios de química para intercambio iónico y cromatografía.
Fuentes
- Glosario de términos de química atmosférica (Recomendaciones 1990) ". Química pura y aplicada 62: 2167. 1990.
- Ferrari, L.; Kaufmann, J.; Winnefeld, F.; Plank, J. (2010). "Interacción de sistemas modelo de cemento con superplastificantes investigados por microscopía de fuerza atómica, potencial zeta y mediciones de adsorción". J Interfaz coloidal Sci. 347 (1): 15–24.