Curva
Enviado por • 15 de Junio de 2014 • Tareas • 540 Palabras (3 Páginas) • 274 Visitas
7 4.0
E
zlP
3.0
X
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4 ’
2.0
4”
‘;
1.0
0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 -
Curva 1 CO, a -78°C
2 A a -183T
3 Nza -183°C
4 0 , -183T
5 COa -183°C
6 N2 a -195.8”C
7 nC4H10 a -0°C
(Datos basados en una muestra de
0.606 g de gel de sílice)
La ordenada de la curva 7
deberá multiplicarse por 10.
Curvas 1-6
0 0.2 0.4
PiPo
0.6 0.8 - Curva 7
Fig. 8-2 Gráfica de la [Ec (8-2)] de Brunauer-Emmett-Teller para los datos de la Fig. 8-1
[Reproducido con permiso de “Catalysis”, Vol 1, por P. H. Emmett (Ed.). Reinhold
Publishing Corporation, New York, 19541.
ción, junto con la pendiente de la línea recta, s, proporciona dos ecuaciones de las
cuales puede obtenerse v,,,,
12
vlnc
a PIPO = 0 (8-3)
C - l
s=-
vlnc
(8-4)
Resolviéndolas para el volumen de gas correspondiente a la capa monomolecular,
se obtiene
1
v”=I+S (8-5)
El volumen v, puede convertirse fácilmente al número de moléculas adsorbidas.
Sin embargo, para determinar el área absoluta es necesario seleccionar un valor para
el área cubierta por una molécula adsorbida. Si esta Brea por molécula es (Y, el área
de superficie total esth dada por la relación s,= l- v,-N1po t
Catalizadores sólidos 389
donde No es el número de Avogadro, 6.02 x 10z3 moléculas/mol, y Ves el volumen
por mol de gas a las condiciones de v,,, . Puesto que v, se registra a temperatura y presión
normales, V = 22 400 cm3/mol g. El término en el paréntesis rectangular representa
el número de moléculas adsorbidas. Si v,,, se basa en una muestra de 1 .O g, S, es
la superficie total por gramo de adsorbente sólido.
El valor de a! ha sido objeto de considerables investigaciones. Emmett y
Brunauer* propusieron que cx fuera el área proyectada por una molécula en la superficie
cuando las moléculas están distribuidas en paquetes bidimensionales. El resultado
obtenido por ellos es un poco mayor que el que se obtiene, suponiendo que las
moléculas adsorbidas son esféricas y que su area proyectada en la superficie es circular.
La ecuación propuesta es
M
I 1213
r=1.09 -
NOP
donde M es el peso molecular y p es la densidad de las moléculas adsorbidas. El término
en paréntesis rectangulares representa el volumen de una molécula adsorbida.
La densidad normalmente se toma como la del líquido puro a la temperatura del experimento
de adsorción. Por ejemplo, para el N, a -195.8 “C, P = 0.808 g/cm3 y el
area por molécula calculada con la Ec. (8-7) es 16.2 x lo-l6 cm2, o 16.2 A 2. Si se usa
este resultado en la Ec. (8-6), junto con los valores conocidos de N. y V, el area superficial
por gramo es
s, = 4.35 x lO%, cm2/g de adsorbente sólido (8-8)
La Tabla 8-1 muestra los valores de areas superficiales determinados con el método
de Brunauer-Emmett-Teller para algunos catalizadores y portadores comunes.
En los Ejs. 8-2 y 8-3 se ilustran los cálculos de áreas superficiales a partir de los datos
de adsorción.
Ejemplo 8-2. Utilice la grafica de Brunauer-Emmett-Teller de la Fig. 8-2 para
estimar el área superficial por gramo de gel de sílice. Use los datos de adsorción
de nitrógeno a -195.8 OC.
SOLUCIÓN: En base a la curva de la Fig. 8-2, la intercepción con la ordenada es
Z = 0.1 x 10m3 cme
La pendiente de la curva es
s = (5.3 - 0.1) x 1w3 = 13 x 10-3 cm-3
0.4 - 0
Estos valores de s e Z pueden ser sustituidos en la Ec. (8-5) para obtener v,,,,
OP. H. Emmett y S. Brunauer, J. Am. Chem. Soc., 59, 1553 (1937).
390 Ingeniería de la cinética quimica
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