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cuales son los tipos de isotermas
Tipo: Apuntes
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Tipos de isotermas Adsorción e histéresis en catálisis, modelos típicos Tipos de isoterma de adsorción Brunauer clasificó las isotermas de adsorción de gases sobre sólidos en cinco tipos: I, II, III, IV y V. Cada una de ellas corresponde a un comportamiento de adsorción bien definido. 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 mayoría de los procesos de quimisorción muestran este tipo de isoterma. Este tipo de isoterma se ajusta a la isoterma descrita por Langmuir, enunciada en la siguiente ecuación: (theta) = (KPA/(1 + KPA)) Esta ecuación se basa en las siguientes suposiciones: Todos los sitios de adsorción son equivalentes. La adsorción no depende del recubrimiento. Se alcanza el equilibrio descrito por la siguiente ecuación: A(g)+ M(surf)<===> AM donde la adsorción procede con una constante de velocidad ka y la desorción procede con una constante de velocidad kd La isoterma de Langmuir se usa mucho en casos de quimisorción o de adsorción de gases en sólidos no porosos. Esto no significa que haga un buen trabajo en los casos de quimisorción. En un gran número de casos es necesario utilizar isotermas "de Langmuir" modificadas, tales como las propuestas por Freundlich o por Temkin. Tipo II
El adsorbato cubre al adsorbente hasta que se forma una monocapa y el proceso continúa con adsorción en multicapas. Es un perfil frecuente en procesos de adsorción física en los cuales las interacciones son poco específicas. Para que se produzca este tipo de comportamiento es necesario que la afinidad del adsorbato por el adsorbente sea algo mayor que la afinidad del adsorbato por sí mismo. Este tipo de isoterma se puede ajustar a la ecuación llamada BET, desarrollada por Brunauer, Emmett y Teller. La forma de la ecuación es como sigue: P 1 (C-1) P --------- = ----- + ----- --- V(Po - P) VmC VmC Po donde: Po es la presión de vapor de saturación Vm es la capacidad de monocapa C aprox. igual a exp[-((delta)Hads - (delta)Hliq)/RT] La isoterma BET es una extensión del argumento de Langmuir: La primera capa obedece a un calor de adsorción (delta)Hads Las capas posteriores a la primera tienen un calor de adsorción igual al calor de licuefacción, (delta)Hliq La ecuación BET reproduce bastante bien capas adsorbidas físicamente. Tipo III El adsorbato tiene aproximadamente la misma afinidad por el adsorbente y por sí mismo, o es ligeramente más afín a sí mismo que al adsorbente, por lo cual es una vez que se ha adsorbido una molécula ésta actúa también como sitio libre para que otra molécula se adsorba. Esto conduce a un recubrimiento desigual, con partes limpias, partes cubiertas con monocapa y partes cubiertas con multicapa.
Histéresis La histéresis se presenta cuando el proceso de adsorción sigue una trayectoria y el proceso de desorción otra diferente, se forma lo que se conoce como ciclo de histéresis. La histéresis es consecuencia de que durante la desorción suceden interacciones entre los componentes del alimento, de modo que los sitios físicos polares donde ocurre la adsorción se pierden. En la parte inferior de la curva de adsorción, están los alimentos deshidratados, al aumentar el contenido de humedad, se encuentran los alimentos de humedad intermedia y luego los de alto contenido de humedad^2. El ciclo de histéresis es debido a la condensación por la forma irregular de los capilares. Supongamos un capilar según la figura siguiente con un diámetro variable. El sitio donde primeramente aparece la condensación capilar será donde, de acuerdo a la ecuación de Kelvin, el radio sea menor, es decir en a. El poro queda taponado, pero al aumentar la presión, este tapón es empujado hacia dentro, se igualan las presiones en todo el capilar y vuelve a aparecer condensación en a y en aquellos otros puntos que les corresponda según la ecuación de Kelvin. Este proceso de equilibrio tendrá lugar hasta que el capilar este lleno. En cambio para la desorción el proceso es completamente diferente. Supongamos que el capilar se ha vaciado hasta a y tenemos una P de equilibrio según la ecuación de Kelvin. A esta presión debería haberse ya evaporado el líquido situado en el punto b, ya que el radio es mayor. Sin embargo, el sitio por donde puede evaporarse el líquido es por a. Pero en a la presión de vapor es menor (ra˂rb) y, por consiguiente, no habrá evaporación. Así, hasta que la presión exterior disminuya al valor apropiado no
se producirá el vaciado de golpe de todo el capilar. El proceso de desorción no es de equilibrio mientras que el de adsorción si, de ahí la histéresis^3. BIBLIOGRAFÍA Superficies sólidas: adsorción y catálisis. (2010). Recuperado el 20 de Marzo de 2019, de http://ocw.uv.es/ciencias/3-2/tema_7_parte_1_ads_completa.pdf García, V. M. (22 de Septiembre de 1999). Tipos de isoterma de adsorción. Recuperado el 20 de Marzo de 2019, de http://lqi.tripod.com/FQAv/isoterms.htm Trejo, J. V. (12 de Marzo de 2013). FENÓMENOS DE SUPERFICIE. ADSORCIÓN. Recuperado el 20 de Marzo de 2019, de http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Unidad3.Fenomenossuperfici ales.Adsorcion_23226.pdf