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Adsorcion y Tamices Moleculares

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by

natalia medina

on 31 August 2015

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Transcript of Adsorcion y Tamices Moleculares

Tamices moleculares
Este es un material con poros uniformes y diminutos que son usados para absorber gases y líquidos. A diferencia de los filtros comunes, el tamiz molecular funciona a un nivel molecular.
Bibliografía
Caracteristicas de los adsorbentes
5. Polímeros o resinas sintéticas.

Se fabrican polimerizando dos tipos principales de monómeros.

Los que se generan a partir de compuestos aromáticos como el estireno y el divinilbenceno se usan para adsorber compuestos orgánicos no polares de soluciones acuosas.

Los que provienen de ésteres acrílicos se utilizan para solutos más polares en soluciones acuosas.
ADSORCION
Es un proceso en el cual una especie de una mezcla fluida (liquido o gas) se adhiere sobre la superficie de un solido con el cual esta en contacto el fluido.

Los procesos de adsorción son empleados para purificar y separar substancias.

El solido es el adsorbente y la especie que se adhiere sobre la superficie es el adsorbato.
Adsorción y
Tamices Moleculares

Tipos de adsorbentes
Este es un material microcristalino que proviene de la descomposición térmica de madera, cortezas vegetales, carbón, etc., y tiene áreas superficiales de 300 a 1200 m2/g con un promedio de diámetro de poro de 10 a 60 A. Las sustancias orgánicas generalmente se adsorben carbón activado.

Utilidad de la Adsorción en la Industria
Una de las aplicaciones más conocidas de la adsorción en el mundo industrial, es la extracción de humedad del aire comprimido
- http://www.gunt.de/download/absorption_spanish.pdf

- http://www.silicagel.com.mx/alumina_activada.aspx

- http://es.slideshare.net/aidasuarez167/adsorcin

-http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/csalas/OPIV/ADSORCION.pdf

-http://www.petro-catalyst.es/3-1-molecular-sieve.html

- http://about-why.com/negocios/negocios-y-sociedad/2/cual-es-un-tamiz-molecular.php


La capacidad de adsorción es muy dependiente del pH de la solución ya que afecta las características de la superficie.

Las características del fluido.

La temperatura afecta la adsorción.
Un adsorbente deberá tener una gran capacidad de adsorción y rápida velocidad de adsorción

Estructura porosa para que las moléculas del adsorbato se transporten a los sitios activos, a su vez una buena capacidad de regeneración.
1. Carbón activado.
É
2. Gel de sílice.
Este adsorbente se fabrica tratando con ácido una solución de silicato de sodio y luego secándola. Tiene un área superficial de 600 a 800 m2/g y un promedio de diámetro de poro de 20 a 50 A. Se utiliza principalmente para deshidratar gases líquidos y para fraccionar hidrocarburos.

4. Zeolitas tipo tamiz molecular.
Estas son aluminosilicatos (mineral que contiene óxido de aluminio y silice) cristalinos porosos que forman
una red abierta que tiene poros de uniformidad precisa. Por tanto, la medida uniforme del poro es diferente al de otros tipos de adsorbentes que tienen una gama de medida de poro.
Es fabricada a partir de hidróxido de Aluminio, para producir alto nivel de porosidad. Se usa ante todo para secar gases y líquidos. Las áreas superficiales está entre 200 y 500 m2/g con un promedio de diámetro de poro de 20 a 140 A.
3. Alúmina activada.

Equilibrio de adsorción
Se define cuando el el número de moleculas que llega a la superficie es igual al número de moléculas que dejan la superficies y pasan a la fase gas
Adsorbentes
- Se destacan por su capacidad de hidratarse y deshidratarse reversiblemente.

- Las diversas zeolitas tienen tamanos de poro que van de cerca de 3 a 10 A. Las zeolitas se usan para secado, separación de hidrocarburos y de mezclas y muchas otras aplicaciones

Características Zeolitas
Isosteras de adsorcion
La presion del gas adsorbido se representa frente a la temperatura para diferentes valores de volumen constante
Isotermas de adsorcion
El volumen de gas adsorbido se representa frente a la presion parcial para diferentes valores de temperatura constante
Isobaras de adsorcion
El volumen se grafica frente a la temperatura a diferentes valores de presion parcial constante
Como su tamaño de poro es 3A, este tamiz molecular no absorbe moléculas mas grandes que 3A. Es ideal para la absorción de gases craqueados, etileno y propileno en los campos de secado profundo, y polimerización en refinerías. También, puede ser usado para la absorción de cualquier otro gas no-ácido de líquidos en la industria petrolera y química.
Clases de tamices moleculares
Solo puede absorber moléculas que sean lo suficientemente pequeñas para pasar por los poros, como las moléculas de agua. Por esta razón, el tamiz molecular es usado usualmente como desecante, que puede absorber agua hasta un 22% de su propio peso.
Proceso para la extracción de humedad del aire comprimido
Tamiz Molecular MS-3A
Se consigue haciendo pasar el aire comprimido a través de un lecho de alúmina activa u otros materiales con efecto de adsorción a la molécula de agua.

La saturación del lecho se consigue sometiendo a presión el gas o aire, así la molécula de agua es absorbida por la molécula del lecho, hasta su saturación.

La regeneración del lecho, se consigue soltando al exterior este aire comprimido y haciendo pasar una corriente de aire presecado a través del lecho.
Puede ser como un adsorbente de agua, metanol, etanol, hidrógeno sulfurado, dióxido de carbono, etileno y propileno. Como el tamiz molecular adsorbe las moléculas no más grandes de 4A, es usualmente usado como desecante.
Tamiz Molecular MS-4A
Tamiz Molecular
MS-5A
El tamiz molecular Chempack 5A con bajo enriquecimiento de oxigeno está especialmente disenado para generación de oxigeno saludable y para uso medico, una mini planta PSA de uso médico. Dada la alta pureza de la concentración de oxigeno y larga vida útil, es cada vez más usado en el campo de la atención médica.
Maquinaria utilizada para el proceso de secado de aire comprimido
El tamiz molecular 13X es un cristal de sodio en forma X y contiene poros de gran tamaño. Absorbe moléculas con un diámetro cinético de menos de 9 Ángstrom (0.9nm), mientras que no absorbe moléculas más grandes, y es ampliamente usado como desecante para los sistemas médicos y de compresor de aire. Además, este tamiz molecular puede ajustarse para dar cabida a otras aplicaciones.
Tamiz Molecular MS-13X

La industria del gas natural utiliza a gran escala tamices moleculares de porosidad para eliminar el agua, el mercurio, el azufre y dioxido de carbono a partir de gas natural en bruto.
-separación de trazas de agua en la sustancia congelan te de los refrigeradores caseros

-el secado de gases

-el acondicionamiento y fertilización de suelos

-catálogos y refinación del petróleo
Otras aplicaciones
Tipos de adsorción
este es un fenómeno superficial, mediante el cual se puede adsorber un determinado gas o liquido, dependerá enormemente de la superficie.
ADSORBENTE
:
Solido sobre el que se retiene el componente transferible de la fase fluida
ADSORBATO
:
Es el componente trasferido desde la fase fluida a la superficie del adsorbente
la cantidad adsorbida depende directamente de la temperatura, si esta aumenta la cantidad aumentara de lo contrario la cantidad adsorbida sera menor
características
Ocurre cuando los iones de la sustancia se concentran en la superficie como resultado de la atracción electrostática de los lugares cargados de la superficie
Adsorción por intercambio
Se debe a las fuerzas de Van Der Waals. En este tipo de adsorcion, el adsorbato no esta fijo en la superficie del absorvente, sino que tiene movilidad en la interface. La molecula adsorbida no esta fija en un lugar especifico de la superficie, y por ello esta libre de trasladarse en la interface
Adsorción física o Fisisorción
Cuando los fuerzas son enlaces covalentes se aplica el termino de adsorcion quimica, en este el adsorvato forma enlaces fuertes en los centros activos del adsorvente, se asemejan a una reaccion quimica y requiere ua transferencia de electrones entre adsorvente y adsorbato, es decir, es el resultado de la interacción química entre el sólido y la sustancia adsorvida
Adsorcion Quimica o Quimisorción
Caracteristicas de la Adsorcion fisica y quimica
Materiales
Material Microporosa
-Zeolitas
-Vidrio poroso: 10mm
-carbono activo: 0-20mm
-Arcillas
Material Macroporoso
Material cuyos poros tienen diámetro mayor a 50 nm, como el silíce mesoporoso: 200-1000nm
Material Mesoporoso
Es un material cuyos poros tienen diámetros de 2 a 50 nm. Estos poros, por acercarse a escala molecular, el nm se llaman mesoporosa. Incluyen tipicamente algún tipo de silicio y alumina

Como ejemplo se encuentra el niobio, tantalio, titanio, Zirconio, entre otros.
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