Ejemplo - Adsorción Langmuir
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Adsorción Luis E. Loaiza G. Problema: Adsorción A partir de los siguientes datos para la adsorción de CH 4 en carbón activado, a 300 K; determine si se ajustan al modelo de Langmuir. De ser el caso, encuentre la adsorción máxima. P (kPa) 276 1137 2413 3758 5240 6274 6688 q (mmol/g) 2.03 4.08 5.04 5.4 5.58 5.62 5.62 Solución Se sabe que la isoterma de adsorción de Langmuir, para un gas, puede expresarse: 0 1 k q P q kP Linealizando, se obtiene la expresión: 0 0 1 P qk q P q Basta, entonces, hacer una gráfica entre P y P/q; y de obtenerse una recta, los datos se ajustan a la isoterma de Langmuir. P (Kpa) 276 1137 2413 3758 5240 6274 6688 P/q 135.961 278.676 478.770 695.926 939.068 1116.370 1190.036 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 P/q (kPa.g/mmol) P (kPa)
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Adsorción Luis E. Loaiza G.
Problema: Adsorción
A partir de los siguientes datos para la adsorción de CH4 en carbón activado, a 300 K; determine si
se ajustan al modelo de Langmuir. De ser el caso, encuentre la adsorción máxima.
P (kPa) 276 1137 2413 3758 5240 6274 6688
q (mmol/g) 2.03 4.08 5.04 5.4 5.58 5.62 5.62
Solución
Se sabe que la isoterma de adsorción de Langmuir, para un gas, puede expresarse:
0
1
kq Pq
kP
Linealizando, se obtiene la expresión:
0 0
1 P
q k q
P
q
Basta, entonces, hacer una gráfica entre P y P/q; y de obtenerse una recta, los datos se ajustan a la
isoterma de Langmuir.
P (Kpa) 276 1137 2413 3758 5240 6274 6688
P/q 135.961 278.676 478.770 695.926 939.068 1116.370 1190.036
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
P/q
(kP
a.g/
mm
ol)
P (kPa)
Adsorción Luis E. Loaiza G.
La regresión por los mínimos cuadrados, resulta:
87.818 0.1637PP
q
El coeficiente de correlación (r2) es de 0.9998; por lo que puede decirse que se ajusta a la isoterma
de Langmuir.
Comparando y resolviendo:
0 0
0
187.818 0.1637
0.16370.00186 g/mmol.kPa
87.818
16.1087 mmol/g
0.1637
PP
q k q
k
q
P
q
Por tanto, se tiene la isoterma de Langmuir a 300 K; para la adsorción de metano en carbón
activado:
( )
(mmol/g)
( )
0.0114
1 0.00186kPa
kPa
Pq
P
La máxima adsorción (q0) es de 6.11 mmol de metano por cada gramo de carbón activo.
0
1
2
3
4
5
6
7
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
q (
mm
ol/
g)
Presión (kPa)
