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Isoterma de adsorción Relación entre presión y temperatura

La isoterma de adsorción es la relación entre la presión y la cantidad de adsorción a una temperatura constante. El eje horizontal representa la presión relativa (P/P0), que corresponde a la presión de equilibrio dividida entre la presión de saturación. La presión relativa puede ser de 0 a 1, y P/P0 ≒1 significa que la condensación del adsorbible se produce en la celda de muestra. Por lo tanto, una isoterma de adsorción es la medición de la densidad del adsorbible, que es mayor que la densidad de la fase de volumen (gaseosa) debido a la interacción entre los átomos del adsorbible y los átomos de la superficie sólida por debajo de su presión de condensación. La cantidad de adsorción en el eje vertical suele indicarse como V/ml(STP)g-1 , que se expresa mediante el volumen de gas estándar (a 0 °C y 1 atm).

En la figura se indica la clasificación de las isotermas de adsorción definidas por la IUPAC. El tipo de isoterma de adsorción se determina por el tamaño de los poros y las características de la superficie del material.

Tipo:

Tipo:

I(a): materiales solo con microporos (p. ej., zeolita)
I(b): materiales microporosos (p. ej., carbón activado)
II: materiales no porosos (p. ej., sílice no porosa y polvo magnético) III: materiales no porosos y materiales con interacción débil entre el adsorbato y el adsorbente (p. ej., grafito/agua)
IV(a): materiales mesoporosos (p. ej., sílice mesoporosa y alúmina)
IV(b): materiales mesoporosos con diámetros de poro inferiores a 4 nm (p. ej., MCM-41)
V: materiales porosos y materiales con interacción débil entre el adsorbato y el adsorbente (p. ej., carbón activado/agua)
VI: materiales con superficie homogénea (p. ej., grafito/Kr y NaCl/Kr)


En general, en la adsorción de nitrógeno o Ar, se muestra principalmente la isoterma de tipo I, II y IV.


Referencia
F. Rouquerol, J. Rouquerol y K. Sing, «Adsorption by Powder & Porous Solid», Academic Press, Londres, (1999).

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