Adsorción


La adsorción es la adhesión de átomos , iones o moléculas de un gas, líquido o sólido disuelto a una superficie . [1] Este proceso crea una película del adsorbato en la superficie del adsorbente . Este proceso difiere de la absorción , en la que un líquido (el absorbido ) se disuelve o impregna un líquido o sólido (el absorbente ). [2] La adsorción es un fenómeno superficial, mientras que la absorción involucra todo el volumen del material, aunque la adsorción a menudo precede a la absorción. [3] El término sorción abarca ambos procesos, mientras que la desorción es lo contrario.

Aumento en la concentración de una sustancia en la interfase de una capa condensada y una líquida o gaseosa debido a la operación de fuerzas superficiales.

Nota 1: La adsorción de proteínas es de gran importancia cuando un material está en contacto con sangre o fluidos corporales. En el caso de la sangre, la albúmina , que es en gran parte predominante, generalmente se adsorbe primero y luego se producen reordenamientos a favor de otras proteínas menores de acuerdo con la afinidad de la superficie contra la selección de la ley de masas ( efecto Vroman ).

Nota 2: Las moléculas adsorbidas son aquellas que son resistentes al lavado con el mismo medio solvente en el caso de adsorción de soluciones. Las condiciones de lavado pueden así modificar los resultados de la medición, particularmente cuando la energía de interacción es baja. [4]

Al igual que la tensión superficial , la adsorción es una consecuencia de la energía superficial . En un material a granel, todos los requisitos de enlace (ya sean iónicos , covalentes o metálicos ) de los átomos constituyentes del material son cumplidos por otros átomos en el material. Sin embargo, los átomos en la superficie del adsorbente no están completamente rodeados por otros átomos adsorbentes y, por lo tanto, pueden atraer adsorbatos. La naturaleza exacta del enlace depende de los detalles de las especies involucradas, pero el proceso de adsorción generalmente se clasifica como fisisorción (característica de las fuerzas débiles de van der Waals ) o quimisorción .(característica del enlace covalente). También puede ocurrir debido a la atracción electrostática. [5]

La adsorción está presente en muchos sistemas naturales, físicos, biológicos y químicos y se usa ampliamente en aplicaciones industriales como catalizadores heterogéneos , [6] [7] carbón activado , captura y uso de calor residual para proporcionar agua fría para el aire acondicionado y otros requisitos del proceso. ( refrigeradores de adsorción ), resinas sintéticas , aumento de la capacidad de almacenamiento de carbones derivados del carburo y purificación de agua . Adsorción, intercambio iónico y cromatografíaSon procesos de sorción en los que ciertos adsorbatos se transfieren selectivamente desde la fase fluida a la superficie de partículas rígidas e insolubles suspendidas en un recipiente o empaquetadas en una columna. Las aplicaciones de la industria farmacéutica, que utilizan la adsorción como un medio para prolongar la exposición neurológica a fármacos específicos o partes de los mismos, [ cita requerida ] son menos conocidas.


El modelo de adsorción multicapa de Brunauer, Emmett y Teller es una distribución aleatoria de moléculas en la superficie del material.
Isotermas de Langmuir (azul) y BET (roja)
Dos moléculas de nitrógeno adsorbidas adsorbiéndose en un adsorbente de tungsteno desde el estado precursor alrededor de una isla de adsorbato previamente adsorbido (izquierda) y mediante adsorción aleatoria (derecha)
El carbón activado se utiliza como adsorbente.
Adsorbente de gel de sílice para NO 2 , Laboratorio de Investigación de Nitrógeno Fijo, hacia 1930
Isoterma de nitrógeno de carbón activado que muestra un marcado comportamiento microporoso tipo I
Un diagrama esquemático de un enfriador de adsorción: (1) el calor se pierde a través de la evaporación del refrigerante, (2) el vapor del refrigerante se adsorbe en el medio sólido, (3) el refrigerante se desorbe de la sección del medio sólido que no está en uso, (4) el refrigerante se condensa y se devuelve al principio, (5) y (6) el medio sólido se cicla entre adsorción y desorción para regenerarlo.