Adsorção: Eliminação de Componentes

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AREA :BIOTECNOLOGIA
PERIODO:MAYO-AGOSTO
MATERIA :OPERACIONES UNITARIAS
PROFESOR:EDUARDO RODRIGUEZ CUEVAS
GRUPO :7IBT1
TEMA DE EXPOSICION :ADSORCION
Integrantes:
· Casiano López Gabriela
· Montoya Dorantes Isabel
· Moreno Rodríguez Felipe de Jesús
· Reyes Meza Fernando Alexis
· Vega Hernández cesar Uriel
 A D S O R C I O N 
 ¿QUE ES ?
	GENERALIDADES 
		
Consiste en la eliminación de algunos componentes de una fase fluida mediante un sólido que los retiene.  La adsorción es un fenómeno de superficie.  Las moléculas, átomos o iónes adsorbidos están confinados en la superficie de los poros del sólido, unidos por fuerzas de Van der Waals o por verdaderos enlaces químicos.  En este último caso se habla de quimiadsorción.
Solamente los sólidos que poseen una superficie específica (área superficial por unidad de peso) elevada serán adsorbentes de interés (carbón activo, gel de sílice, alúmina, etc...)
Como dato hay que indicar que un gramo de carbón activo dispone de una superfice adsorbente superior a 1000 m2.
La operación inversa es la desorción, usada para la regeneración del adsorbente y para la recuperación del soluto, si éste es económicamente interesante.  La operación de adsorción se realiza colocando dos lechos adsorbentes en paralelo. En un momento determinado uno de ellos está en operación y el otro  se está regenerando.
La adsorción se emplea para eliminar la humedad de una corriente gaseosa.  Se utiliza como adsorbente gel de sílice.  También se emplea para eliminar olores de corrientes gaseosas, en este caso se usa carbón activo como adsorbente. Para recuperar disolventes del aire ambiente y a nivel doméstico los filtros de carbón activo se utilizan para eliminar malos olores y sabores del agua.
 
 ADSORCION FISICA O DE VAN DER WAALS
 Se lleva a cabo cuando el adsorbato y la superficie del adsorbente interactúan solo por medio de fuerzas. Las moléculas adsorbidas están ligadas débilmente a la superficie y los calores de adsorción son bajos, unas cuantas calorías comparables al calor de vaporización del adsorbato. El aumento de la temperatura disminuye considerablemente la adsorción. Cuando las fuerzas de Van der Waals son las mismas que producen la licuación, no se produce adsorción a temperatura crítica del adsorbato gaseoso. Por tanto, si la presión del gas tiene valores cercanos a la presión de vapor de equilibrio para el adsorbente líquido, se producirá una adsorción más extensa, adsorción en capas múltiples. En la figura 1 se indica una gráficr de cantidades de material adsorbido contra P/Po , donde Po es la presión de vapor del líquido cerca de P/Po= 1 se adsorbe más gas; éste marcado aumento en la adsorción indica el comienzo de la licuación del gas, que se produciría a Po si no estuviese presente el sólido
 Las moléculas adsorbidas reaccionan químicamente con la superficie. Como en este caso se rompe y se forman enlaces, el calor de adsorción tiene intervalos de valores análogos a los de una reacción química, desde una hasta cientos de Kilocalorías. La adsorción química no va más allá de una monocapa de superficie. 19 Hay que hacer notar que el tipo de enlace de adsorción se determina no solo por el grado de insaturación de la superficie, sino también por las condiciones en que se efectúa el proceso de adsorción. Se puede esperar que para un mismo adsorbente y un mismo adsorbato a temperaturas bajas, se lleve a cabo la adsorción física y a temperaturas altas se efectúe la quimisorción.
Invariablemente la adsorción disminuye cuando aumenta la temperatura, y puede volver a tomar rangos cuando el calor aumenta, dado que la adsorción es un proceso exotérmico. El calor de adsorción es definido como el decremento del calor contenido en los sistemas. La magnitud del desprendimiento de calor nos ayudan a distinguir entre una adsorción física y una quimisorción, por lo que debemos tomar en cuenta que para que se efectúe una adsorción química o adsorción física debe encontrarse entre los rangos:
ADSORCION QUIMICA O QUIMISORCION 
 CALOR DE ADSORCION 
Las moléculas de los adsorbentes se distribuyen entre la fase gaseosa y la fase del adsorbente prácticamente en forma instantánea, de otra forma resulta medible hasta que alcanza el estado de equilibrio. Puesto que de manera manual, el equilibrio carece de importancia práctica, en este caso; el tiempo de residencia existente es el mejor factor considerado dentro de la adsorción de gas en movimiento donde la velocidad de acción, es pues; un adsorbente capaz y de mayor importancia. Mientras tanto, el equilibrio físico de adsorción es alcanzado en tiempos establecidos; por lo tanto, es rápida cuando la razón de la velocidad es medible, en algunos casos. La absorción en solución sólida se inicia a alta velocidad en los primeros minutos, y en pocos minutos las caídas rápidas en tiempo; requieren de mucho más horas para esta determinación. En quimisorción , el equilibrio puede ser alcanzado espontáneamente a una razón de velocidad. La energía de activación es grande, rápida y constante a una baja temperatura. Mientras el valor de la adsorción física decrece invariablemente con la temperatura.
VELOCIDAD DE ADSORCION Y EQUILIBRIO 
VPara elegir y usar acertadamente los adsorbentes en la realización de dichos procesos, es necesario conocer sus propiedades: superficie específica, porosidad, estructura de poro, principios activos y capacidad de adsorción. Una gran mayoría de los adsorbentes que encuentran aplicación tanto en la industria química como la técnica de laboratorio son cuerpos que contienen en su volumen poros de distinta forma y tamaño, incluyendo desde los más finos (microporos), hasta los más grandes (macroporos). En dependencia del tamaño, estos pueden ser clasificados en tres tipos fundamentales: microporos, mesoporos (poros de tamaño intermedio), macroporos.
 Microporos. 
Son los poros más pequeños cuyas dimensiones son del orden del tamaño de las moléculas adsorbidas. De acuerdo a los resultados del análisis por rayos X, los radios efectivos de los microporos están comprendidos en el intervalo de 5 a 10 A, sin embargo; en la práctica se acepta un intervalo más amplio de 5 a 15 A. Generalmente, los adsorbentes industriales contienen microporos cuyo volumen oscila alrededor de 0.5 cm-Vgr . La adsorción en los microporos se caracteriza por un aumento considerable en energía de adsorción que se lleva a cabo en los poros más grandes. En los microporos, todos los átomos y moléculas del adsorbente se encuentran interaccionando con las moléculas del adsorbato, o dicho de otra manera; en todo el espacio de los microporos existe el campo de adsorción, siendo ésta la diferencia esencial entre la adsorción en los microporos y la adsorción en poros de mayor tamaño. Durante la adsorción, en los microporos todo el volumen de adsorción es ocupado por las moléculas del adsorbato. Por lo general, en el caso de los adsorbentes microporosos no es posible hablar de la cobertura regular de las capas de adsorción, como en el caso de la adsorción en superficies no porosas y por lo tanto; la determinación del monoestrato compacto.
 Hesoporos (poro de tamaño intermedio). 
El radio efectivo de los mesoporos es mucho mayor que el tamaño de las moléculas de los adsorbatos comunes y está comprendido entre 15 a 1000-2000 A. Las paredes de estos poros, relativamente grandes, están formadas por un gran número de átomos y moléculas del adsorbente. En este caso tiene sentido el concepto de interfase, es decir; a partir de este momento ya se puede hablar de superficie de los poros del adsorbente. El campo de fuerzas de adsorción en los poros de intermedios, a diferencia de los microporos, se forma no en todo el volumen del poro, si no a distancias pequeñas de la superficie, lo que conduce a la adsorción monomo1ecular y polimolecularde los vapores, formándose una serie de capas de adsorción. Las propiedades fundamentales de los mesoporos son la superficie específica, el volumen de los poros y la función de distribución del volumen de los poros por los valores de los radios. Los dos últimos parámetros se obtienen por los métodos de la condensación capilar y porosimetría de mercurio. La superficie especifica de los poros generalmente está comprendida en el intervalo de 10 a 400 m 2/gr . Los poros intermedios son los ductos principales a través de los cuales se comunica al adsorbato con los microporos. 
 
ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS ABSORBENTES 
 
 Hacroporos.
 El radio efectivo de los macroporos es mayor a 1000-2000 Á, y su superficie especifica es muy pequeña (de 0.5 a 2 m^/gr), lo que conduce a que la adsorción en la superficie de este tipo de poro pueda despreciarse. El volumen de los macroporos para el caso de los carbones activados es de 0.2 a 0.8 cm3/gr. En los poros de gran tamaño, la condensación capilar no puede llevarse a cabo, y el único método para dar una evaluación del volumen y de la curva de distribución del volumen de los poros por los valores de los radios, es el método de la porosimetría de mercurio, cabe hacer notar que algunos adsorbentes macroporosos encuentran aplicación en cromatografía.
PROPIEDADES DE LOS ABSORBENTES 
Pueden ser determinadas por dos métodos generales.
 a. Método estático. b. Método dinámico. 
 Método estático. 
El método estático permite medir la cantidad de sustancia adsorbida en dependencia de la presión. En este método, el adsorbente se introduce en atmósfera del gas o vapor en cuestión y el sistema se lleva al estado de equilibrio. La cantidad de sustancia (gas o vapor) en el adsorbente se determina por el aumento de peso del adsorbente a una presión de gas o (vapor) determinado. Esta variante del método se llama gravimetrías. Si la cantidad de sustancia adsorbida se determina por la diferencia de presiones o de volúmenes antes y después de la adsorción, entonces recibe el nombre de volumétrico. Determinado por una de las variantes del método estático la cantidad de sustancia adsorbida, en dependencia de la presión de equilibrio a una temperatura dada, se obtiene la isoterma de adsorción . Si se obtienen distintas isoterma (a diferentes temperaturas), se pueden calcular los calores de adsorción. La obtención de isotermas permite determinar la porosidad, superficie específica, coeficiente de difusión y otras propiedades del adsorbente y del adsorbato. En la investigación de la adsorción de gases y vapores por el método estático, se usan unidades de trabajo al vacío (10~5 Torr), ya que en esas condiciones es posible realizar el experimento cuando la superficie del adsorbente se encuentra relativamente pura, es decir; en ausencia de sustancias extrañas previamente adsorbidas en la superficie. 
 Método dinámico. 
 Consiste en un flujo de gas o vapor, se hace pasar en las condiciones de equilibrio a través de una capa de adsorbente y se determina constante la variación de la concentración del gas o vapor después de que el adsorbato haya pasado por la capa del adsorbente. El método dinámico que ha adquirido mayor aceptación y difusión es el método cromatográfico. El estudio de los cromatográmas permite determinar una serie de propiedades de adsorción del sistema adsorbente-gas (vapor). La obtención de las propiedades de adsorción se realiza en una forma mucho más fácil y rápida por el método cromatográfico que por el método estático. El método cromatográfico permite investigar, las propiedades del sistema adsorbente-gas (vapor) para cualquier mezcla compleja de gases, lo que es de suma importancia para fines prácticos
	
TEORIAS DE ADSORCION 
Desde 1773 C. Sheelen y Abbe Fontana realizan observaciones que son llevadas a la práctica hasta 1777, mediante el desarrollo de teorías básicas de adsorción en la purificación de gases utilizando como adsorbente el carbón, esto es ilimitado solo para gases. En 1785 Lowitz descubre que el carbón es efectivo en la remoción de color de materia siempre y cuando sea de origen orgánico. La cantidad de gas o vapor que es adsorbido en equilibrio, es establecido a una determinada temperatura y presión, es una función de la estructura física y de la constitución química del adsorbente y del gas molecular adsorbido. Una comparación de volumen de diferentes gases adsorbido por un determinado peso de adsorbente a temperatura y presión constante, revela el incremento en la adsorción en los puntos de ebullición del gas, siendo también incrementado en la temperatura crítica. El paralelismo c- * mismo modo existe entre los diferentes volúmenes de gas adsorbido y la constante de Van der Waals.
	
ECUACION DE LANGMUIR 
Langmuir estableció 3 postulados para describir la adsorción o concentración del anfifilo en la superficie:
I. Formación de una monocapa de moléculas adsorbidas.
II. Todos los sitios de la superficie tienen la misma probabilidad de ser ocupados.
III. No hay interacción entre moléculas adsorbidas.
Las propiedades de la interfase como una región bidimensional y homogénea se reconocen en el primer y segundo postulado, respectivamente, pues se rechaza la condensación (fenómeno volumétrico) e indica que en la superficie existe una cantidad limitada de espacios con la misma probabilidad de ser ocupados. El tercer postulado indica que los cambios en las propiedades superficiales asociados a la adsorción de cada molécula son constantes, ya que no existen interacciones entre las especies adsorbidas.
La adsorción no se manifiesta de forma aislada, ya que de forma simultánea ocurre el proceso inverso, en que el adsorbato retorna hacia la fase volumétrica (Langmuir, 1917).
 1
La concentración de soluto adsorbido está representada por Γmol/cm2 y, dado que la superficie es finita, la concentración de moléculas en esta región tiene como límite máximo la concentración superficial a saturación Γ s ; el inverso de esta concentración representa el área mínima que ocupa el tensoactivo en la superficie A s . La fracción de espacios ocupados θ corresponde al grado de recubrimiento de la superficie y se define como (fig. 2):
 2
Los factores involucrados en la adsorción son la fracción mol del anfifilo en la disolución x disponible para la adsorción y el espacio libre en la superficie para ser ocupado 1−θ, de donde la rapidez de adsorción es:
 3
mientras que la desorción depende únicamente de las moléculas adsorbidas, representadas por los espacios ocupados en la interfase θ
 4
donde k ads y k des corresponden a la constantes de rapidez de adsorción y desorción, respectivamente. En el equilibrio dinámico la rapidez de adsorción y desorción son iguales.
 5
El cociente de las constantes es un indicador del reparto de la especie con actividad superficial entre la interfase y la fase volumétrica, parámetro que cuantifica el efecto liofóbico.
 6
Al sustituir el parámetro β en la ecuación (5) se obtiene la isoterma de adsorción de Langmuir Ec. (7).
 7
El valor límite de la fracción de espacios ocupados en la región a dilución infinita x → 0 se obtiene de la expansión en series de potencias de la ecuación (7). Al ignorar los términos de orden mayor a uno se obtiene la ecuación (9), la cual coincide con la isoterma de adsorción ideal, donde el número de moléculas en la interfase es directamente proporcional a la concentración de la disolución, lo que muestra que la isoterma de adsorción de Langmuir puede ser reducida al caso ideal (Novelo-Torres y Gracia-Fadrique, 2003).
 8
 9
La isoterma de adsorción de Gibbs contiene la relación entre la concentración de soluto en la superficie Γ y la variación de la presión superficial respecto a la composición de la fase volumétrica (Novelo-Torres y Gracia-Fadrique, 2003).
 10
Considerando las ecuaciones(2) y (7), al igualar las isotermas de adsorción de Langmuir y de Gibbs, se obtiene una expresión diferencial de la presión de superficie, respecto a concentración en fracción mol:
 11
Al integrar la ecuación (11) con los límites de disolvente puro, π = 0 cuando x = 0, a una composición arbitraria x a la que corresponde la presión superficial π , la ecuación (11) toma la forma:
 12
El resultado de la integral se conoce como EES de Langmuir, que permite caracterizar materiales en disolución mediante los parámetros fundamentales Γ sRT, concentración máxima en la interfase y coeficiente de reparto β .
 13
Mediante la ecuación (7) es posible expresar la ecuación (13) en términos de la ocupación superficial:
 14
La ecuación resultante se conoce como ecuación de Frumkin.
 15
La obtención de los parámetros Γ sRT y β se produce a través del análisis de condiciones límite del sistema.
Al expandir en series de Taylor el término dependiente de la concentración x , de la EES de Langmuir (ecuación [13]) y evaluar en el régimen de dilución infinita x → 0 se obtiene:
 16
En condiciones a régimen diluido la ecuación (13) es:
 17
De esta forma, el producto Γ sRTβ corresponde a la pendiente de los datos experimentales π -vs- x a dilución infinita. El logaritmo natural de esta pendiente multiplicado por RT corresponde a la energía estándar de adsorción −ΔGadso (Clint, Corkill, Goodman, y Tate, 1968):
 18
La energía estándar de adsorción mide la tendencia del anfifilo de pasar del seno de la disolución a la superficie. Al sustituir la ecuación (17) en (18) la energía estándar de adsorción adquiere una nueva forma en términos de los parámetros de la EES de Langmuir:
 19
De la ecuación (19), se observa que la tendencia del anfifilo a adsorberse depende de dos contribuciones: la energía de las moléculas en la interfase Γ sRT y la liofobicidad del soluto β .
El parámetro Γ sRT se obtiene al derivar la EES de Langmuir, (13) respecto a la concentración x y evaluar el resultado en la región de saturación x → x sat , que para líquidos simples corresponde a x → 1 y para los tensoactivos a x → x cmc . De esta manera RT veces la concentración máxima de soluto en la interfase es:
 20
Los valores de (dπdlnx)x→xsaty(πx)x→0dπdlnxx→xsatyπxx→0 resultan de los datos experimentales; por lo tanto, con las ecuaciones (17) y (20) se obtienen los parámetros Γ sRT y β . La EES de Langmuir describe un comportamiento monótono creciente de la presión superficial con el logaritmo natural de la fracción mol, como se muestra en la figura 3. En el caso de los tensoactivos, cuando se alcanza la concentración micelar crítica, la presión superficial se mantiene constante, lo que indica que se presentan interacciones del tensoactivo en la superficie que resultan en la formación de micelas (Gracia-Fadrique, 1999), de manera que la EES de Langmuir es aplicable a concentración menor o igual a la concentración micelar crítica, como se muestra en la figura 4.
Figura 3 Para líquidos simples la concentración de saturación es xsat=1, y para tensoactivos, xsat=xcmc. 
Figura 4 Aplicación de la isoterma de adsorción de Langmuir a tensoactivos; pt-Octilfenol con 6 moles de óxido de etileno en disolución acuosa a T=25°C. 
A continuación se analizan los efectos que estos parámetros tienen en el comportamiento de la presión superficial, en función de la fracción mol y su relación con la estructura del anfifilo. Si se mantiene constante el parámetro Γ sRT y, con ello, el área de saturación A s , y se incrementa el valor del coeficiente de reparto (o parámetro liofóbico) β , se observa que a una misma concentración la presión superficial aumenta (fig. 5). Si el disolvente es un material polar y el anfifilo es un alcohol, la característica liofóbica se encuentra determinada por la longitud de la cadena hidrocarbonada, como se muestra en la figura 5.
Figura 5 Efecto del parámetro liofóbico β, cuando el área superficial específica As es constante. 
En otro caso, al mantener constante el coeficiente de reparto β e incrementar el área mínima del anfifilo en la superficie, el valor de Γ sRT de la EES de Langmuir disminuye. El incremento del área del anfifilo, que se asocia con el aumento de la masa molecular, resulta en una menor presión superficial a una misma concentración, sin que la fracción de espacios ocupados se modifique (ecuación [7]). Así ocurre en los polímeros de alta masa molecular, que prácticamente no tienen efectos en la presión superficial (fig. 6).
Figura 6 Efecto del parámetro ΓsRT cuando el parámetro liofóbico β es constante. 
En la figura 7 se muestran los datos experimentales y la aplicación de la EES de Langmuir para una serie homóloga de alcoholes en 1,4-dioxano, donde el disolvente es el 1,4-dioxano y el anfifilo es el alcohol. El aumento de la cadena hidrocarbonada del alcohol está relacionado con el incremento de coeficiente liofóbico β , como se muestra en la tabla 1. En esta serie homóloga se observa que la disminución de Γ sRT (incremento del área de saturación), al aumentar la cadena hidrocarbonada, reduce la capacidad del anfifilo para modificar la presión superficial.
Figura 7 Aplicación de la ecuación de estado superficial de Langmuir a datos experimentales de una serie homóloga de n-alcoholes a T=20°C. Datos de Calvo et al. (Calvo, Penas, Pintos, Bravo y Amigo, 2001; Calvo, Pintos, Amigo y Bravo, 2002). Aplicación industrial 
La estreptomicina se recupera usando adsorción por intercambio catiónico Se ha observado
que 1.56 g de este antibiótico puede ser adsorbidos por cada gramo de resina. Debido a que
la curva de equilibrio es muy favorable para este proceso, solamente cuando la
concentración en la solución es muy baja, la concentración del soluto en el adsorbente es
menor que este valor. Estimar la cantidad de resina necesaria para procesar 100,000 L de un
caldo de fermentación que contiene 6 g/L de estreptomicina en una operación por lotes.
Balance de masa del soluto = Fc0 + Sq0 = F c2 + Sq2
F: cantidad de la fase líquida 
S: cantidad de adsorbente 
c0: concentración de soluto en el líquido al inicio del proceso
c2: concentración de soluto en el líquido al final del proceso
q0: concentración de soluto en el adsorbente al inicio del proceso
q2: concentración de soluto en el adsorbente al final del proceso
Entre las aplicaciones de la adsorción se encuentra la separación de vapores o gases orgánicos en corrientes de aire contaminado, la eliminación de olores, llamada desodorización, también se aplica para depolorar soluciones diversas, como la cerveza, el vino, el agua, aceites, purificación del Hz en mezclas gaseosas, obtención de Ar, He, hidrocarburos específicos como dioxano, tiofeno, etcétera.
	La estreptomicina se recupera usando adsorción por intercambio catiónico Se ha observado
que 1.56 g de este antibiótico puede ser adsorbidos por cada gramo de resina. Debido a que
la curva de equilibrio es muy favorable para este proceso, solamente cuando la
concentración en la solución es muy baja, la concentración del soluto en el adsorbente es
menor que este valor. Estimar la cantidad de resina necesaria para procesar 100,000 L de un
caldo de fermentación que contiene 6 g/L de estreptomicina en una operación por lotes.
Balance de masa del soluto = Fc0 + Sq0 = F c2 + Sq2
F: cantidad de la fase líquida 
S: cantidad de adsorbente 
c0: concentración de soluto en el líquido al inicio del proceso
c2: concentración de soluto en el líquido al final del proceso
q0: concentración de soluto en el adsorbente al inicio del proceso
q2: concentración de soluto en el adsorbente al final del proceso
Un agua industrial está contaminada con 30 mg deC6H6/1. Si se mezclan 1001 de esta' agua con 5,10 y 50 g de carbón activado libre de benceno en una etapa teórica, ¿Cuántos g de benceno adsorbe el carbón? El sistema sigue la isoterma de Freundlich con:
ADSORCION -CARBON ACTIVO 
	La adsorción es un proceso donde un sólido se utiliza para eliminar una sustancia soluble del agua. En este procesoel carbón activo es el sólido. El carbón activo se produce específicamente para alcanzar una superficie interna muy grande (entre 500 - 1500 m 2 /g). Esta superficie interna grande hace que el carbón tenga una adsorción ideal. El carbón activo viene en dos variaciones: Carbón activado en polvo (PAC) y carbón activado granular (GAC). La versión de GAC se utiliza sobre todo en el tratamiento de aguas, puede fijar las siguientes sustancias solubles por adsorción:
	· Adsorción de sustancias no polares como:
· Aceite mineral
· BTEX
· Poli-hidrocarburos aromáticos (PACs)
· (Cloruro) Fenol
· Adsorción de sustancias halogenadas: I, Br, Cl, H y F
· Olor
· Sabor
· Levaduras
· Varios productos de fermentación
· Sustancias no polares (no solubles en agua)
	· 
	El carbón activo se usa por ejemplo en los siguientes procesos:
· Depuración de agua subterránea
· Decloración del agua
· Depuración de aguas para piscinas
· Refinamiento de las aguas residuales tratadas
Descripción del proceso:
El agua es bombeada dentro de una columna que contiene el carbón activo, este agua deja la columna a través de un sistema de drenaje. La actividad del carbón activo de la columna depende de la temperatura y de la naturaleza de las sustancias. El agua pasa a través de la columna constantemente, con lo que produce una acumulación de sustancias en el filtro. Por esa razón el filtro necesita ser sustituído periódicamente. Un filtro usado se puede regenerar de diversas maneras, el carbón granular puede ser regenerado fácilmente oxidando la materia orgánica. La eficacia del carbón activo disminuye en un 5-10% tras cada regeneración (1). Una parte pequeña del carbón activo se destruye durante el proceso de la regeneración y debe ser sustituída. Si usted trabaja con diversas columnas en serie, puede estar seguro de que no tendrá un agotamiento total de su sistema de purificación.
Descripción de la adsorción:
Las moléculas en fase de gas o de líquido serán unidas físicamente a una superficie, en este caso la superficie es de carbón activo. El proceso de la adsorción ocurre en tres pasos:
· Macro transporte: Movimiento del material orgánico a través del sistema de macro-poros del carbón activo (macro-poros > 50nm)
· Micro transporte: Movimiento del material orgánico a través del sistema de microporos del carbón activo (microporo < 2nm; mesoporo 2-50nm)
· Absorción: Adhesión física del material orgánico a la superficie del carbón activo en los mesoporos y microporos del carbón activo
El nivel de actividad de la adsorción depende de la concentración de la sustancia en el agua, la temperatura y la polaridad de la sustancia. Una sustancia polar (= soluble en agua) no puede ser eliminada o es malamente eliminada por el carbón activo, una sustancia no polar puede ser totalmente eliminada por el carbón activo. Cada clase de carbón tiene su propia isoterma de adsorción (véase la figura 1) y en el campo del tratamiento de aguas esta isoterma viene definida por la función de Freundlich.
Función de Freundlich: 
x/m = sustancia adsorbida por gramo de carbón activo
Ce = diferencia de concentración (entre antes y después)
Kf, n = constantes específicas
La segunda curva del carbón activo (figura 2) muestra el agotamiento del filtro. Normalmente nosotros colocamos las unidades depuradoras-UV después de la columna de carbón activo.
¿Cuál es la diferencia entre adsorción y absorción?
Cuando una sustancia se adhiere a una superficie se habla de adsorción, es este caso, la sustancia se adhiere a la superficie interna del carbón activo. Cuando la sustancia es absorvida en un medio diferente esto es llamado absorción. Cuando un gas es atraído dentro de una solución se habla de absorción.
	
	Figura 1 :se ve la adsorción isotérmica específica para el carbón activo. En el eje horizontal se encuentra la concentración, y en el eje vertical la cantidad necesaria de carbón. Usted puede utilizar este tipo de gráficos para optimizar su columna.
Fuente figura 1: http://www.aapspharmscitech.org/scientificjournals/
pharmscitech/volume2issue1/056/manuscript.htm
	
	
	
	Figura 2: nos muestra el agotamiento durante el uso de su columna. En el punto C3 la columna empieza a romper en el punto más bajo y cerca del punto C4 su columna ya no purifica. Entre el punto C3 y C4 usted necesita regenerar la columna.
Fuente figura 2: http://www.activated-carbon.com
	
Factores que influyen en la adsorción de compuestos presentes en el agua:
· El tipo de compuesto que desee ser eliminado. Los compuestos con elevado peso molecular y baja solubilidad se absorben más fácilmente.
· La concentración del compuesto que desea ser eliminado. Cuanto más alta sea la concentración, más carbón se necesitará.
· Presencia de otros compuestos orgánicos que competirán con otros compuestos por los lugares de adsorción disponibles.
· El pH del agua. Por ejemplo, los compuestos ácidos se eliminan más fácilmente a pHs bajos.
Según esto podemos clasificar algunos compuestos según su probabilidad de ser eficazmente adsorbidos por el carbón activo en el agua:
1.- Compuestos con muy alta probabilidad de ser eliminados por el carbón activo:
 
Factores que influyen en la adsorción de compuestos presentes en el aire:
El tipo de compuesto que desea ser eliminado: En general los compuestos de alto peso molecular, baja presión de vapor/alto punto de ebullición y alto índice de refracción son mejor adsorbidos.
La concentración: Cuanto mayor sea la concentración, mayor será el consumo de carbón.
La temperatura: Cuanto más baja sea la temperatura, mejor será la capacidad de adsorción.
Presión: Cuanto mayor sea la presión, mayor será la capacidad de adsorción.
Humedad: Cuanto más baja sea la humedad, mayor será la capacidad de adsorción.
Si desea saber si cierto compuesto puede ser eliminado del aire con carbón activo, por favor póngase en contacto con nosotros.
fuente: Wastewater Engineering; Metcalf & Eddy; tercera edicion; 1991; página 317
REFERENCIAS :
· 1. Rouquerol, F.; Rouquerol, J.; Sing, K.; Adsorption by powders & porous solids: principles, methodology and applications, Academic Press: London, 1999.
· 2. IUPAC; Manual of symbols and terminology for physicochemical quantities and units: definitions, terminology and symbols in colloid and surface chemistry, IUPAC: Washington, 2001.
· 3. Tóth, J.; Adsorption: Theory, modeling and analysis, Marcel Dekker: New York, 2002.
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· 5. Myers, A.; AIChE J 2002 , 48, 145.
· 6. Kondepudi, D.; Prigogine, I.; Modern thermodynamics: from heat engine to dissipative structures, John Wiley: Chichester, 1998.
· 7. Hiemenz, P. C.; Rajagopal, R.; Principles of colloid and surface chemistry, 3rd ed., Marcel Dekker: New York, 1997.
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