CONCEPTOS IMPLÍCITOS EN EL

FENÓMENO DE ADSORCIÓN

Fisicoquímica de las superficies

La fisicoquímica de las superficies, estudia los fenómenos físicos y químicos que ocurren en las interfases (Yapu, W. 2008) es decir, en la superficie que delimita dos fases. Geométricamente podemos decir que la superficie es el conjunto de puntos que delimitan un cuerpo. Desde el punto de vista físico estos puntos constituyen los átomos que delimitan el cuerpo. Estos átomos interactuan con los que conforman la superficie de la otra fase adyacente. Así por ejemplo, tenemos la interfase entre el aire y el trozo de metal, donde la corrosión se realiza entre los átomos de la superficie del metal con la capa de moléculas de oxígeno adsorbidas al metal; las reacciones químicas y los fenómenos físicos que tienen lugar en el fondo de un río, por la interacción entre la capa de agua más próxima al lecho y el lecho mismo; o entre la piel y una crema dérmica (Yapu, 1997).

Los fenómenos superficiales se realizan por las fuerzas intermoleculares de atracción o repulsión en la interfase, estas fuerzas se denominan de Van der Waals, de Keesom, de London, etc. Para entender su magnitud, pondremos un ejemplo sencillo, estas fuerzas son las que mantienen a las moléculas de agua unidas entre si en la fase líquida, por esto, para evaporar se debe agregar la energía suficiente para romper estos enlaces entre moléculas. Los diferentes tipos de interfases se manifiestan en los tres estados de la materia, sólido, liquido y gaseoso; por esto, pueden existir interfases de tipo: gas-liquido, gas-sólido, líquido-líquido, líquido-sólido y sólido-sólido (Yapu, 1997).

Figura 1. Interfases comunes de los sistemas fisicoquímicos heterogéneos

¿Que es adsorción?

La adsorción es un proceso ampliamente utilizado en todos los tipos de tratamiento de agua, pero ¿de qué se trata exactamente?. El término se utiliza para describir la adhesión de una delgada capa de moléculas a la superficie de los líquidos o sólidos que entran en contacto con ella.

La adsorción es ampliamente utilizada en el tratamiento de agua potable para remover sustancias orgánicas, en el tratamiento terciario de aguas residuales, en la remediación del agua subterránea. También se la utiliza en el tratamiento de agua en los hogares y para tratar el agua que se utiliza en acuarios y en piscinas de natación y para la captación activa o pasiva de iones metálicos debido a la propiedad que diversas biomasas vivas o muertas.

Durante la adsorción de un gas o de un soluto en disolución, sus partículas se acumulan sobre la superficie de otro material. La sustancia que se adsorbe se denomina adsorbato y el material sobre el que lo hace es el adsorbente el proceso inverso a la adsorción se conoce como desorción (Tubert y Talanquer 1997).

¿Cuál es la diferencia entre absorción y adsorción?

La absorción es el proceso en el cual la sustancia es succionada hasta el interior del sobrenadante y allí mantenida. Por ejemplo, la disolución de un gas en el volumen de un líquido. En la absorción existe una penetración física de una fase en la otra. La adsorción se distingue de la absorción en que esta última implica la acumulación de la sustancia absorbida en todo el volumen del absorbente, no solamente en su superficie (Tubert y Talanquer, 1997).

A continuación encotrarás un vídeo explicativo sobre la adsorción y absorción

Tipos de adsorción

En general se identifican dos tipos básicos de adsorción: la adsorción física, o fisiadsorción y la adsorción química, o quimiadsorción. La diferencia entre ellas radica en el tipo de interacciones entre el adsorbente y el adsorbato. En la

adsorción física las interacciones predominantes son de tipo van der Waals, mientras que en la adsorción química las

interacciones semejan enlaces químicos.

La formación de enlaces durante la adsorción química hace que el proceso sea más selectivo, es decir, que dependa marcadamente de la naturaleza de las sustancias involucradas. El helio, por ejemplo, no se adsorbe químicamente sobre una superficie ya que no forma enlaces ni compuestos. Es común que la interacción química entre el adsorbente y el adsorbato produzca cambios en la estructura de los compuestos involucrados. Esto puede modificar su reactividad y de ello depende la capacidad catalítica del adsorbente. La cantidad de material adsorbido en un sistema depende de la temperatura y la presión o la concentración de adsorbato. Si la temperatura se mantiene constante durante el experimento, el grado de adsorción puede estudiarse como función de la presión o la concentración y generar así lo que se conoce como la isoterma de adsorción (Tubert y Talanquer, 1997).