Rodrigo Ricardo

Adsorción: usos e importancia

Publicado el 17 junio, 2022

¿Qué es la adsorción?

Cuando una persona lee la palabra “Adsorción” en su libro de texto de química, puede pensar que ha encontrado un error tipográfico. Pero en este caso, cambiar las letras B y D hace una gran diferencia. La absorción es un proceso común en el que un líquido impregna un sólido. Pero la palabra “adsorción” es marcadamente diferente. La adsorción es la adhesión de átomos a una superficie. En lugar de filtrarse en un material, la adsorción crea una película delgada que recubre la superficie de un material (llamada adsorbente). Mientras que la absorción involucra todo el volumen de un material u objeto, la adsorción es un fenómeno superficial.

El proceso de adsorción funciona porque los átomos en la superficie de un material pueden tener propiedades diferentes a las de los átomos dentro del material. A menudo, los átomos dentro del material están completamente enlazados con los átomos cercanos. Pero los átomos en la superficie, que están rodeados solo parcialmente, no están completamente enlazados. Aunque los mecanismos de unión exactos de la adsorción pueden variar, el material (el adsorbente) puede unirse con varios gases y líquidos para cumplir con sus requisitos de unión.

La adsorción está presente en muchos procesos naturales, incluida la deposición de vapor de agua sobre el césped durante las horas nocturnas. Pero también se usa para muchas aplicaciones industriales, incluidos los sistemas de filtración de agua, los catalizadores heterogéneos, las resinas sintéticas y las aplicaciones farmacéuticas.

Ejemplos de adsorbentes

Casi cualquier gas o líquido (e incluso algunos sólidos) pueden verse involucrados en la adsorción, incluidos el agua, el vapor de agua, muchos contaminantes e incluso algunos gérmenes. Pero los materiales que se someten a adsorción, llamados “adsorbentes”, son más especializados, específicamente cuando se usan para aplicaciones industriales.

En general, los adsorbentes deben tener forma de gránulos o varillas con un radio pequeño (0,25 a 5 mm) para maximizar el área superficial. La superficie del material debe tener la química adecuada para poder unirse, aunque sea débilmente, con el gas o líquido correcto para la aplicación deseada. También deben ser resistentes al calor y la abrasión y tener poros pequeños que permitan una adsorción adicional. A continuación se pueden encontrar algunos ejemplos.

  • Carbón activado (carbón): El carbón activado es simplemente carbón en polvo. El área de superficie alta y la unión incompleta en la superficie del material permiten que se una con muchos contaminantes tóxicos. Por lo tanto, se ha utilizado en muchas aplicaciones de control de contaminantes, sistemas de filtración de agua e incluso como remedio ingerible para el envenenamiento humano.
  • Gel de sílice: El gel de sílice es una forma inerte de dióxido de silicio. Se utiliza tanto para el secado del aire de proceso como para purificar el gas natural.
  • Zeolitas: Las zeolitas son aluminosilicatos cristalinos. Al igual que el gel de sílice, se utilizan en el secado del aire de proceso. Pero también tienen la capacidad de absorber dióxido de carbono del aire, lo que podría convertirse en una parte importante de las tecnologías de captura de carbono que ayudan a mitigar el cambio climático.

Resumen de la lección

La adsorción es la adhesión de átomos a una superficie. A diferencia del proceso de absorción, en el que un fluido se filtra en un material, la adsorción es un fenómeno superficial. La sustancia involucrada, generalmente un gas o líquido, crea una película delgada que recubre la superficie del material objetivo (llamado adsorbente). El proceso de adsorción funciona porque los átomos en la superficie de un material pueden tener propiedades diferentes a las de los átomos dentro del material. A menudo, los átomos dentro del material están completamente enlazados con los átomos cercanos. Pero los átomos en la superficie no están completamente enlazados y, por lo tanto, pueden unirse con varios gases y líquidos para cumplir con sus requisitos de enlace.

La adsorción también está presente en la vida cotidiana; por ejemplo, piense en el vapor de agua adsorbiéndose en el espejo del baño cada vez que se ducha. Pero también se utiliza para muchas aplicaciones industriales. Un ejemplo es un sistema de filtración de agua con carbón activado, en el que la gran superficie del carbón activado y la unión incompleta le permiten unirse a muchos contaminantes tóxicos. Otro ejemplo es un sistema de secuestro de carbono con zeolitas que se está desarrollando para ayudar a combatir el cambio climático. Estos aluminosilicatos pueden adsorber dióxido de carbono de la atmósfera, limpiando el aire y ayudando a reducir la cantidad de gases de efecto invernadero en la atmósfera.

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