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5.1 ADSORCIÓN
5.1 ADSORCIÓN
Definición 1) Procesos de
adsorción La adsorción es un proceso mediante el cual se extrae materia de una
fase y se concentra sobre la superficie de otra fase (generalmente sólida). Por
ello se considera como un fenómeno subsuperficial. La sustancia que se
concentra en la superficie o se adsorbe se llama "adsorbato" y la
fase adsorbente se llama "adsorbente". Por contra, la absorción es un
proceso en el cual las moléculas o átomos de una fase interpenetran casi
uniformemente en los de otra fase constituyéndose una "solución" con
esta segunda.
Definición 2) La adsorcion es un proceso por el cual átomos , iones o moléculas son atrapados o retenidos en la superficie de un
material en contraposición a la absorción, que es un fenómeno de volumen. Es decir, es un proceso en
el cual un contaminante soluble (adsorbato) es eliminado del agua por contacto
con una superficie sólida (adsorbente). El proceso inverso a la adsorción se
conoce como desorción.
5.2 TIPOS DE ADSORCIÓN
Cabe
distinguir tres tipos de adsorción según que la atracción entre el soluto y el
adsorbente sea de tipo eléctrico, de Van der Waals o de naturaleza química. La
adsorción del primer tipo cae de lleno dentro del intercambio iónico y a menudo
se le llama adsorción por intercambio, que es un proceso mediante el cual los
iones de una sustancia se concentran en una superficie como resultado de la
atracción electrostática en los lugares cargados de la superficie.
Para
dos absorbatos iónicos posibles, a igualdad de otros factores, la carga del ión
es el factor determinante en la adsorción de intercambio. Para iones de igual
carga, el tamaño molecular (radio de solvatación) determina el orden de
preferencia para la adsorción. Este tipo de adsorción se comenta con detalle
más adelante. La adsorción que tiene lugar debido a las fuerzas de Van del
Waals se llama generalmente adsorción física. En este caso, la molécula
adsorbida no está fija en un lugar específico de la superficie, sino más bien
está libre de trasladarse dentro de la interfase.
Esta adsorción, en general,
predomina a temperaturas bajas. La adsorción de la mayoría de las sustancias
orgánicas en el agua con carbón activado se considera de naturaleza física. Si
el adsorbato sufre una interacción química con el adsorbente, el fenómeno se
llama adsorción química, adsorción activa o quimisorción. Las energías de
adsorción son elevadas, del orden de las de un enlace químico, debido a que el
adsorbato forma unos enlaces fuertes localizados en los centros activos del
adsorbente. Esta adsorción suele estar favorecida a una temperatura elevada. La
mayor parte de los fenómenos de adsorción son combinaciones de las tres formas
de adsorción y, de hecho, no es fácil distinguir entre adsorción física y
química
5.3 TIPOS DE ENERGÍA DE ADSORCIÓN
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5.4 APLICACIONES DE LA ADSORCIÓN
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5.4 APLICACIONES DE LA ADSORCIÓN
Algunas de las principales aplicaciones de la
adsorción son las que se enumeran a continuación:
- Purificación de aguas residuales
- Descontaminación de gases
- Eliminación de olores, sabores o colores no deseados por ejemplo en
aceites
- Deshumidificación de gasolinas
- Secado de aire
- Ciencia forense (revelado de huellas dactilares)
Para estos procesos, resultan interesantes
materiales con una gran superficie específica, como el carbón activo
En la industria son innumerables los procesos en
los que la adsorción es fundamental para la culminación
de diferentes etapas y eventual realización de muchos productos. Entre muchos de
ellos cabe mencionar la decoloración del azúcar. La refinación de azúcar consta
de un proceso en el que se suele utilizar un filtro de huesos
carbonizados o carbón activado el cual decolora
el azúcar para hacerlo blanco mediante un proceso de absorción. Aunque los
filtros de hueso son utilizados por algunas de las principales compañías
azucareras, no son usados para producir todo el azúcar refinado. Las refinerías
de azúcar de remolacha nunca usan filtros de huesos en su proceso porque este
tipo de azúcar no requiere un procedimiento extensivo
de decoloración pero casi todas las refinerías de azúcar de caña requieren el
uso de un filtro específico para decolorar el azúcar y absorber los
materiales inorgánicos.
Este proceso de
blanqueado sucede hacia el final del proceso de refinado del azúcar. (1)Otro
proceso industrial en el que la absorción se hace presente es en la refinación
de aceites. Las grasas y los aceites de uso comercial en alimentos provienen de
diferentes fuentes, después de procesos para extracción de los tejidos adiposos
de animales y los granos de oleaginosas, por medio de prensado o por diferentes
solventes se obtiene los aceites de consumo pero es necesario someterle a
procesos de adsorción para liberarlos de fosfáticos, ácidos grasos
libres, pigmentos y sustancias que produzcan mal olor y sabor. El aceite neutro y lavado se decolora añadiendo
tierras adsorbentes (arcillosa o silícea). La sarcillas es tratadas con ácido
clorhídrico o sulfúrico diluidas. A veces se utilizan mezclas de tierras y
carbón activado (5-10%) para obtener mejores resultados. El aceite decolorado
se filtra mediante filtro prensa y la tierra usada se desecha. (2)Aunque los
procesos anteriormente mencionados son de la industria alimenticia es importante
destacar que en la industria ambiental la adsorción cumple un papel importante como
lo es en el tratamiento de aguas. Elevadas concentraciones de nitrógeno en
efluentes pueden ocasionar serios problemas ambientales; como reducción de la
concentración de oxígeno disuelto en aguas, toxicidad en la vida acuática,
peligro en la salud pública y disminución del potencial de reutilización
del agua residual. Por esto se busca bajar la concentración
de N-amoniacal del agua residual por medio de un proceso de adsorción y denitrificación
biológica, utilizando zeolita natural clinoptilolita como agente adsorbente y microorganismos
anammóxicos presentes en lodos activados.