Universidad de Los Andes Prof. Juan Carlos Villegas Febres Facultad de Ciencias Fisicoquímica 2. Sección 01. Departamento de Química

Algunos Problemas sobre adsorción Isoterma de Langmuir

Problema 1 Los siguientes datos se refieren a la adsorción de CO sobre carbón a 273 K: p(Torr) 100 200 300 400 500 600 700 V(cm3) 10,2 18,6 25,5 31,4 36,9 41,6 46,1 Compruebe si se ajustan a la isoterma de Langmuir y obtenga (a) la constante K, y (b) el volumen que corresponde al recubrimiento completo. En todos los casos V se ha corregido a 1 atm. Problema 2 En los datos de la tabla siguiente se recogen las presiones necesarias de CO para que los volúmenes de adsorción (corregidos a 1 atm y 273 K) sean de 10.0 cm3 utilizando la misma muestra que en el problema anterior: T(K) 200 210 220 230 240 250 p(Torr) 30,0 37,1 45,2 54,0 63,5 73,9 Calcule la entalpía de adsorción para este recubrimiento superficial. Problema 3 Los diseñadores de una nueva planta industrial intentaron utilizar un catalizador de código CR-1 en una etapa que implica la fluoración de butadieno. Como primera etapa en la investigación, determinaron la isoterma de adsorción. A 15°C la p* del butadieno = 200 kPa. El volumen de butadieno adsorbido por gramo de CR-1 a 15°C dependía de la presión como se indica en la tabla siguiente: p (Torr) 100 200 300 400 500 600 Va(cm3) 17.9 33.0 47.0 60.8 75.3 91.3 ¿Es adecuada la isoterma de Langmuir a esta presión o la isoterma BET da una descripción más realista del proceso de adsorción?. Si s butadieno = 0.76 nm2. Calcule la superficie específica del catalizador. Problema 4 Para el H2 adsorbido sobre W pulverizado se obtuvieron los siguientes datos:

siendo T la temperatura Celsius y P la presión de H2 en equilibrio con el wolframio para una fracción θ de la superficie recubierta (a) Para θ = 0,005, calcule el promedio de ΔHa en el intervalo entre 500 y 600 ºC Problema 4 Para el CO adsorbido no disociativamente sobre el plano (111) del Iridio metálico, Ades = 2.4 x 1014 s-1 y Ea,des = 151 kJ/mol. Calcule el tiempo de vida media del CO quimiadsorbido sobre Ir(111) a 300 K. ¿Cuál sería su valor si Ea,des = 15.1 kJ/mol?