Ver la fonte de Adsorción

{{referencies adicionales|t=20170111}}
{{estremar|absorción (química)}}
{{Ficha xenérica}}
[[Ficheru:Adsorptie.jpg|thumb|250px|Adsorción, onde hai partícules d'adsorbato y una superficie adsorbente.]]
L''''adsorción''' ye un [[transición de fase|proceso]] pol cual [[átomu|átomos]], [[ion]]es o [[molécula|molécules]] de [[gas]]es, [[líquidu|líquidos]] o [[Disolución (química)|sólidos disueltos]] son atrapaos o reteníos nuna superficie,<ref name="Gloss">{{cita web |url=http://www.brownfieldstsc.org/glossary.cfm?q=1 |títulu=Glossary |obra=The Brownfields and Land Revitalization Technology Support Center |fechaaccesu=8 de xineru de 2017 |idioma=inglés}}</ref><ref name="Thes" /> en contraposición a l'[[absorción (química)|absorción]], que ye un fenómenu de volume. Esto ye, l'adsorción ye un procesu nel cual, por casu, un contaminante soluble ('''adsorbato''') ye esaniciáu de l'agua por aciu el contautu con una superficie sólida ('''adsorbente''').<ref name="Thes">{{cita web |url=http://www.memidex.com/absorption+chemistry |títulu=absorption (chemistry) |obra=Memidex (WordNet) Dictionary/Thesaurus |fechaaccesu=8 de xineru de 2017 |idioma=inglés}}</ref> El procesu inversu a l'adsorción conozse como [[desorción]].

{{Quote box
 |títulu= Definición de la [[International Union of Pure and Applied Chemistry|IUPAC]]
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 |quote = <center>'''Definición de la [[International Union of Pure and Applied Chemistry|IUPAC]]'''</center><br />Medría na concentración d'una sustancia na interfaz d'un entestáu y una capa líquida o gaseosa por cuenta de la operación de les fuercies de superficie.

Nota 1: L'adsorción de proteínes ye de gran importancia cuando un material ta en contautu con sangre o fluyíos corporales. Nel casu de sangre, [[albúmina]], que ye llargamente predominante, ye xeneralmente primeru adsorbida, y entós el reordenamientu asocede en favor d'otres proteínes menores acorde a l'afinidá de la superficie frente a la seleición de la llei de mases ([[efeutu Vroman]]).

Nota 2: Les molécules adsorbíes son aquelles que son resistentes a la llavadura col mesmu mediu disolvente nel casu d'adsorción de soluciones. Les condiciones de llavadura pueden asina modificar los resultaos de midida, particularmente cuando la enerxía d'interacción ye baxa.<ref name=goldbook1990>
{{cita publicación |títulu=Glossary of atmospheric chemistry terms (Recommendations 1990) |publicación=[[Pure and Applied Chemistry]] |añu=1990 |volume=62 |páxina=2167 |doi=10.1351/goldbook.A00155 |url=http://goldbook.iupac.org/A00155.html|isbn=0-9678550-9-8 |idioma=inglés}}</ref> 
}}

En [[química]], l'adsorción d'una sustancia ye l'acumuladura d'una sustancia nuna determinada superficie interfacial ente dos fases. La resultancia ye la formación d'una película líquida o gaseosa na superficie d'un cuerpu sólidu o líquidu.

Considérese una superficie llimpia espuesta a una atmósfera gaseosa. Nel interior del material, tolos enllaces químicos (yá sían [[enllaz iónicu|iónicos]], [[enllaz covalente|covalentes]] o [[enllaz metálicu|metálicos]]) de los [[átomu|átomos]] constituyentes tán satisfechos. Sicasí, por definición la superficie representa una discontinuidá d'esos enllaces. Pa esos enllaces incompletos, ye energéticamente favorable'l reaccionar colo que s'atope disponible, y por ello produzse de forma bonal.

La naturaleza exacta del enllaz depende de les particularidaes de los especímenes implicaos, pero'l material adsorbido xeneralmente clasifícase como [[fisisorción|fisisorbido]] o [[quimisorción|quimisorbido]].

La cantidá de material que s'atropa dependi del [[equilibriu dinámicu]] que s'algamar ente la tasa a la cual el material se adsorbe a la superficie y la tasa a la cual se evapora, y que de normal dependen de forma importante de la temperatura. Cuanto mayor seya la tasa d'adsorción y menor la de [[desorción]], mayor va ser la fracción de la superficie disponible que va quedar cubierta por material adsorbido nel equilibriu.
[[Ficheru:Activated Carbon.jpg|thumb|El [[carbón activo]] ye utilizáu como adsorbente.]]
Pa estos procesos, resulten interesantes los materiales con una gran superficie interna, (y polo tanto pocu [[volume]]) yá seya en polvu o granosos, como'l [[carbón activo]], y lleven acomuñaos otros fenómenos de tresporte de material, como'l [[macro tresporte]] y [[micro tresporte]] de los [[reactivu|reactivos]].

L'adsorción por [[carbón activáu]] ye una teunoloxía bien desenvuelta capaz d'esaniciar conducentemente una amplia gama de compuestos tóxicos, produciendo un [[efluente]] de bien alta calidá.

== Tipos d'adsorción ==
Los tipos d'adsorción según l'atracción ente soluto y adsorbente son:<ref>{{cita publicación |publicación=Journal of Colloid and Interface Science |issn=0021-9797 |añu=2010 |volume=347 |númberu=1 |páxines=15–24 |títulu=Interaction of cement model systems with superplasticizers investigated by atomic force microscopy, zeta potential, and adsorption measurements |apellíu=Ferrari |nome=L. |apellíu2=Kaufmann |nome2=J. |apellíu3=Winnefeld |nome3=F. |apellíu4=Plank |nome4=J. |doi=10.1016/j.jcis.2010.03.005 |pmid=20356605 |idioma=inglés}}</ref>
*Adsorción por intercambiu: Asocede cuando los iones de la sustancia concentrar nuna superficie como resultáu de l'atracción electrostática nos llugares cargaos de la superficie (p. ex. nes cercaníes d'un electrodu cargáu).
*Adsorción física o fisisorción: Deber a les fuercies de Van der Waals, y la molécula adsorbida nun ta fixa nun llugar específicu de la superficie; por ello ye llibre de treslladase na interfase.
*Adsorción química o quimiosorción: Asocede cuando'l adsorbato forma enllaces fuertes nos centros activos del adsorbente.

=== Fisisorción ===
La '''fisisorción''' ye la forma más simple d'adsorción, y débese a débiles fuercies curioses, xeneralmente [[fuercies de Van der Waals]] (vease [[fuercies dispersivas]]). Puesto que estes fuercies son omnipresentes, resulta que cualquier superficie llimpia espuesta al ambiente rápido atropa una capa de material fisisorbido.

=== Quimisorción ===
La quimisorción asocede cuando se forma un enllaz químicu, definíu nesti casu como un intercambiu d'electrones. El grau d'intercambiu y lo simétrico que seya dependen de los materiales arreyaos. De cutiu hai un paralelismu coles situaciones atopaes en [[química de coordinación]]. La quimisorción ye particularmente importante na [[catálisis heteroxénea]] -la forma más común na industria-, onde un [[catálisis|catalizador]] sólidu interacciona con un fluxu gaseoso, el reactivu o los reactivos, no que se denomina reacción en [[llechu fluyíu]]. L'adsorción del reactivu na superficie del catalizador crea un enllaz químicu, alteriando la densidá electrónica alredor de la molécula reactivu y dexando reacciones que de normal non se produciríen n'otres circunstancies. Nun hai que confundir quimisorción con ataque superficial; l'escomiu nun ye una quimisorción pero sí un ataque superficial.

== Termodinámica de l'adsorción ==
L'adsorción ye'l procesu por aciu el cual un sólidu porosu (a nivel microscópicu) ye capaz de retener partícules d'un fluyíu na so superficie n'entrando en contautu con este.<ref name="Alan">{{cita llibru |nome=Alan L. |apellíu=Myers |capítulu=Thermodynamics of Adsorption |títulu=Chemical Thermodynamics for Industry |editor=T.M. Letcher |añu=2004 |idioma=inglés}}</ref>

L'adsorbente dispón de [[Nanoteunoloxía|nanoporos]], lo que se conoz como centros activos, nos que les fuercies d'enllaz ente los átomos nun tán enchíes. Estos centros activos almiten que s'instalen [[molécula|molécules]] de naturaleza distinta a la suya, procedentes d'un gas en contautu cola so superficie. L'adsorción ye un procesu [[exotérmico]] y produzse por tanto de manera bonal si'l adsorbente nun s'atopa enchíu.<ref name="Alan" />

L'aplicación más importante de la [[termodinámica]] de l'adsorción ye la de calcular los equilibrios de fase ente un sólidu adsorbente y un amiestu gaseoso. Nesti desarrollu, por simplicidá, solo vamos tomar en consideración gases puros (monocomponentes).<ref name="Alan" />

La base de too esti cálculu son les isotermas d'adsorción, que dan la cantidá de gas adsorbido nos nanoporos como una función de la [[presión]] esterna (del gas). La [[termodinámica]] solo puede aplicase a les isotermas d'adsorción nel equilibriu. Esto significa que se debe poder llegar a cualquier puntu de la curva alzando o menguando la presión; n'otres pallabres, les curves d'adsorción y desorción tienen de coincidir. Esto asocede solu si nun esiste [[histéresis]]. La histéresis nun se da en poros menores de 2&nbsp;nm, sicasí, reparar en poros lo suficientemente grandes como por qu'en el so interior entiéstese gas pa formar líquidu.<ref name="Alan" />

La isoterma d'adsorción pa un gas puro ye la rellación ente la cantidá adsorbida específica ''n'' ([[mol]]es de gas per kilogramu de sólidu) y ''P'', la presión esterior de la fase gaseosa. La mayor parte d'isotermas pueden afaese por aciu una ecuación del virial modificada:

<center><math>P(n)=\frac{n}{K}\left[\frac{m}{m-n}\right]y^{[C_1n+C_2n^2+C_3n^3+...]} \qquad para \qquad n<m \qquad (1)</math></center>

onde ''K'' ye la constante de Henry (el valor de la isoterma d'adsorción d''n''/d''P'' cuando la presión tiende a cero), ''m'' la capacidá de saturación del mediu sólidu (mol kg<sup>-1</sup>) y ''C<sub>i</sub>'' son los coeficientes del virial. De normal tres coeficientes basten p'afaer la curva a los datos esperimentales.<ref name="Alan" />



Nótese que les isotermas han de llograse a partir de la interpolación de datos esperimentales, anque esisten tamién modelos moleculares, al marxe de la termodinámica, de los que pueden llograse teóricamente les propiedaes del sistema.
La interpolación de les isotermas d'adsorción respectu de la temperatura basar na ecuación

<center><math>\bar h = R \left[ \frac{\partial \ln P}{\partial (1/T)} \right]_n \qquad (2)</math></center>

onde <math>\bar h</math> ye la entalpía d'adsorción diferencial, negativa porque l'adsorción ye un procesu exotérmico, como yá comentemos. El valor absolutu de <math>\bar h</math> denómase calor isostérico.<ref name="Alan" />

De normal la entalpía diferencial calcular a partir de la ecuación (2) faciendo usu de dos o más isotermas d'adsorción.
El gran potencial desempeña un papel fundamental na termodinámica de l'adsorción. Defínese como

<center><math>\Omega = F - \sum_i n_i \mu_i = - P V \qquad (3)</math></center>

onde ''F'' ye la enerxía llibre de Helmholtz. Les variables independientes son temperatura, volume y potencial químicu.<ref name="Alan" />

Pa adsorción nun gas puro, el gran potencial llograr a partir de la integración d'una isoterma:

<center><math>\Omega = - RT \int_0^R \frac{n}{P} dP = - RT \int_0^n \left[ \frac{\partial ln P}{\partial n} \right]_T dn \qquad (4)</math></center>

''Ω'' espresar en J kg<sup>-1</sup> d'adsorbente sólidu. El significáu físicu del gran potencial ye la variación d'enerxía llibre acomuñada a la inmersión isotérmica del adsorbente 'virxe' nel volume del gas.<ref name="Alan" />

La entalpía d'inmersión ''H'' ye la integral de la entalpía diferencial:<ref name="Alan" />

<center><math>H = \int_o^n \bar h dn \qquad (5)</math></center>

Al igual que ''Ω'', tien unidaes de J kg<sup>-1</sup>.

Una vegada llograes la enerxía d'inmersión (''Ω'') y la entalpía d'inmersión (''H''), la entropía d'inmersión ye:

<center><math>S = \frac{H - \Omega}{T} \qquad (6)</math></center>

A partir d'estes ecuaciones puede faese tol analís termodinámicu nun sistema formáu por un adsorbente y un gas. Nun tenemos de dexar de tener en cuenta que la determinación de la ecuación (1), d'onde derivemos toles demás, facer a partir de midíes esperimentales.<ref name="Alan" />

== Aplicaciones ==
=== Extracción de mugor Uno de les aplicaciones más conocíes de l'adsorción nel mundu [[industria]]l, ye la estracción de [[mugor del aire|mugor]] del [[aire comprimío]]. Consíguese faciendo pasar l'aire comprimío al traviés d'un llechu d'[[alúmina]] activa o otros materiales con efeutu d'adsorción a la [[molécula d'agua]]. La saturación del llechu consíguese sometiendo a presión el gas o aire, asina la molécula d'agua ye adsorbida pola molécula del llechu, hasta la so saturación. La rexeneración del llechu, consíguese soltando al esterior esti aire comprimío y faciendo pasar una corriente d'aire presecao al traviés del llechu.

Lo habitual ye atopar secadores d'adsorción en forma de dos columnes y mientres una adsorbe, la otra ye refecha pol mesmu aire secu de la columna anterior. Esti sistema conozse como ''pressure swing adsorbtion'' o PSA y conocíu tamién como cambéu de presión per vaivén.

=== Xeneración de nitróxenu ===
La otra aplicación más estendida ye'l llogru de [[nitróxenu]], faciendo pasar un caudal d'aire comprimío pol llechu adsorbente, compuestu por carbón molecular, especialmente manufacturado pa esi propósitu.

Usa'l mesmu sistema yá mentáu de ''pressure swing'', de los secadores d'adsorción.
Una cámara enllena de carbón ye sometida a presión con aire comprimío, la molécula d'osíxenu, ye retenida pol nanoporu del carbón, ente que la molécula de nitróxenu, de más
tamañu, nun consigue entrar nel nanoporu del adsorbente. Consíguese asina disponer de gran cantidá de nitróxenu dempués del llechu adsorbente y l'osíxenu queda reteníu.
Na segunda parte del ciclu, cola despresurización, l'osíxenu lliberar del nanoporu y se evacua a l'atmósfera.

Los xeneradores de nitróxenu usen esti sistema y les sos aplicaciones xeneralizáronse na industria, n'usos como la [[inertización]] de depósitos, d'envases de [[industria alimentaria|productos alimenticios]] o [[industria farmacéutico|farmacéuticos]] y en [[llaboratoriu|llaboratorios]], onde s'usa'l nitróxenu como gas portador o inertización de cámares.

=== Otros usos ===
Otres aplicaciones nes que s'emplega esti procesu d'adsorción como separación son: purificación d'agua,<ref name="Gloss"/> [[tratamientu d'agües residuales]], quitar golores, sabores o colores ensin deseyar por casu n'aceites, xarabes d'azucre o na deshumidificación de gasolines.

== Ver tamién ==
* [[Absorción (química)]]
* [[Carbón activáu]]
* [[Isoterma de Freundlich]]
* [[Refrigeración solar]]

== Referencies ==
{{llistaref}}

=== Bibliografía adicional ===
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*{{cita publicación |apellíu=Kisliuk |nome=P. |añu=1957 |títulu=The sticking probabilities of gases chemisorbed on the surfaces of solids |publicación=Journal of Physics and Chemistry of Solids |volume=3 |númberu=1–2 |páxines=95–101 |doi=10.1016/0022-3697(57)90054-9 |bibcode = 1957JPCS....3...95K |idioma=inglés }}

*{{cita publicación |apellíu=Narayan |nome=R. L. |nome2=T. S. |apellíu2=King |añu=1998 |títulu=Hydrogen adsorption states on silica-supported Ru-Ag and Ru-Cu bimetallic catalysts investigated via microcalorimetry |publicación=Thermochimica Acta |volumen=312 |númberu=1–2 |páxines=105–114 |doi=10.1016/S0040-6031(97)00444-9 |idioma=inglés }}

*{{cita publicación |apellíu=Rozanov |nome=V. V. |nome2=O. V. |apellíu2=Krylov |añu=1997 |títulu=Hydrogen spillover in heterogeneous catalysis |publicación=Russian Chemical Reviews |volume=66 |númberu=2 |páxines=107–119 |doi=10.1070/RC1997v066n02ABEH000308 |bibcode = 1997RuCRv..66..107R |idioma=inglés }}

*{{cita publicación |apellíu=Czepirski |nome=L. |nome2=M. R. |apellíu2=Balys |nome3=Y. |apellíu3=Komorowska-Czepirska |añu=2000 |títulu=Some generalization of Langmuir adsorption isotherm |publicación=Internet Journal of Chemistry |volume=3 |númberu=14 |issn=1099-8292 |url=http://www.yumpu.com/en/document/view/5463272/article-14-some-generalization-of-langmuir-adsorption-isotherm-agh |archiveurl=https://web.archive.org/web/20170113014535/http://www.yumpu.com/en/document/view/5463272/article-14-some-generalization-of-langmuir-adsorption-isotherm-agh |archivedate=2017-01-13 |fechaaccesu=2018-02-24 }}

*{{cita publicación |apellíu=Trens |nome=P. |nome2=R. |apellíu2=Durand |nome3=B. |apellíu3=Coq |nome4=C. |apellíu4=Coutanceau |nome5=S. |apellíu5=Rousseau |nome6=C. |apellíu6=Lamy |añu=2009 |títulu=Poisoning of Pt/C catalysts by CO and its consequences over the kinetics of hydrogen chemisorption |publicación=Applied Catalysis B: Environmental |volume=92 |númberu=3–4 |páxines=280–284 |doi=10.1016/j.apcatb.2009.08.004 |idioma=inglés }}

*{{cita publicación |apellíu=Uner |nome=D. O. |nome2=N. |apellíu2=Savargoankar |nome3=M. |apellíu3=Pruski |nome4=T. S. |apellíu4=King |añu=1997 |títulu=The effects of alkali promoters on the dynamics of hydrogen chemisorption and syngas reaction kinetics on Ru/SiO<sub>2</sub> catalysts |publicación=Studies in Surface Science and Catalysis |volume=109 |número= |páxina=315–324 |doi=10.1016/S0167-2991(97)80418-1 |series=Studies in Surface Science and Catalysis |isbn=9780444826091 |idioma=inglés }}

*{{cita publicación |apellíu=Uner |nome=D. O. |añu=1998 |títulu=A sensible mechanism of alkali promotion in Fischer Tropsch synthesis:Adsorbate mobilities |publicación=Industrial and Engineering Chemistry Research |volume=37 |númberu= 6|páxines=2239–2245 |doi=10.1021/ie970696d |idioma=inglés }}

*{{cita publicación |apellíu=VanderWiel |nome=D. P. |nome2=M. |apellíu2=Pruski |nome3=T. S. |apellíu3=King |añu=1999 |títulu=A Kinetic Study of the Adsorption and Reaction of Hydrogen on Silica-Supported Ruthenium and Silver-Ruthenium Bimetallic Catalysts during the Hydrogenation of Carbon Monoxide |publicación=Journal of Catalysis |volume=188 |númberu=1 |páxines=186–202 |doi=10.1006/jcat.1999.2646 |idioma=inglés }}

*{{cita publicación |apellíu=Zupanc |nome=C. |nome2=A. |apellíu2=Hornung |nome3=O. |apellíu3=Hinrichsen |nome4=M. |apellíu4=Muhler |añu=2002 |títulu=The Interaction of Hydrogen with Ru/MgO Catalysts |publicación=Journal of Catalysis |volume=209 |númberu=2 |páxines=501–514 |doi=10.1006/jcat.2002.3647 |idioma=inglés }}

== Enllaces esternos ==
{{traducíu ref|en|Adsorption|oldid=754618805|fecha=13 d'avientu de 2016 |trad=parcial}}





{{Tradubot|Adsorción}}

{{control d'autoridaes}}
[[Categoría:Química de superficies]]
[[Categoría:Química coloidal]]
[[Categoría:Procesos termodinámicos]]
[[Categoría:Catálisis]]