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El carbón activado. Obtención y caracterización

Enviado por fmarquez55



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Monografía destacada
  1. Resumen
  2. Características generales y estructura
  3. Aplicaciones del carbón activado
  4. Teoría de la absorción
  5. Teoría BET
  6. Teoría del Llenado del Volumen de Microporos
  7. El método a S de Sing
  8. Absorción de N2 y CO2.
  9. Intrusión de mercurio por el método de Porosimetría de mercurio
  10. Técnicas especiales
  11. Bibliografía

RESUMEN

Este trabajo trata sobre un producto llamado carbón activado que se consiste en poner en condiciones de absorción a carbones primarios obtenidos de diferentes materias primas tanto de origen mineral como de origen vegetal.

Se explican diferentes métodos para su obtención y como una vez obtenidos, se caracterizan para poder llegar a la conclusión de las posibilidades que el carbón activado tiene para poder adsorber diferentes tipos de particulas. Estas partículas pueden encontrarse en estado de agregación líquido o gaseoso y pueden estar presente en minerales, combustibles líquidos o gaseosos, bebidas, licores?

Finalmente se presenta una relación de bibliografías consultadas que te pueden servir para profundizar en este fascinante mundo de los sólidos porosos

DESARROLLO

Características generales y estructura.

El carbón activado es un material poroso preparado por la carbonización y activación de materiales orgánicos, especialmente de origen vegetal, hullas, lignitos y turbas, con el fin de obtener un alto grado de porosidad y una importante superficie intraparticular. La elevada superficie específica facilita la adsorción física de gases y vapores de mezclas gaseosas o sustancias dispersas en líquidos.

La actividad del carbón activado en los procesos de absorción viene dada fundamentalmente, por la naturaleza de la materia prima y el proceso de activación utilizado en la producción del mismo. Su capacidad absorbente se ve muy favorecida por la estructura porosa y la interacción con adsorbatos polares y no polares, dada su estructura química, además las reacciones químicas en su superficie están influenciadas por centros activos, dislocaciones y discontinuidades, donde los carbones tienen electrones desapareados y valencias insaturadas presentando mayor energía potencial.

Estructura porosa.

Basándose en la difracción de rayos X, propuso dos tipos de estructuras para el carbón activado. El primer tipo de estructura está formado por microcristalitas que en dos planos son semejantes al grafito constituido por capas paralelas de átomos de carbono ordenadas hexagonalmente, mientras que el segundo tipo de estructura se describe como un retículo tridimensional de hexágonos de carbono desordenados como resultado del ordenamiento al azar de las estructuras bencénicas condensadas que se forman durante la carbonización.

Entre los microcristales que constituyen el carbón, existen huecos o espacios vacíos los cuales se denominan poros. El área superficial total de estos poros, incluida el área de sus paredes, es muy amplia, siendo la principal razón de su gran capacidad de absorción.

De acuerdo con la terminología de la IUPAC, los poros cuyo tamaño no excede de 2 nm son llamados microporos, que son donde ocurre el fenómeno de adsorción en mayor medida, los que exceden de 50 nm son llamados macroporos, éstos juegan un papel importante en el transporte del adsorbato a través de los mesoporos hasta los microporos, los mesoporos son de tamaño intermedio a los valores mencionados (entre 2 y 50 nm). El volumen de los microporos es en general mayor de 0,2 cm3/g pudiendo alcanzar elevados valores de área de superficie específica interna.

Aplicaciones del carbón activado.

El carbón activado tiene una amplia gama de aplicaciones tanto en polvo como granular en medio líquido y gaseoso.

Sus aplicaciones en medio líquido abarca la decoloración de licores de azúcar, potabilización de aguas (eliminación de olor, color, sustancias químicas, bacterias, tratamientos de aguas residuales, decloración de aguas para su uso en la fabricación de bebidas refrescantes, decoloración y mejora de bebidas alcohólicas (vinos, rones), purificación de grasas y aceites comestibles, purificación de proteínas, como medicamento en la desintoxicación de personas, purificación de plasma sanguíneo, separación de elementos metálicos (oro, plata), entre otras.

Por su parte en medio gaseoso encuentra sus aplicaciones en el almacenamiento y separación de gases, en máscaras antigás, protección antirradiactiva en plantas nucleares, desodorizante de productos alimenticios, además hoy tiene amplias perspectivas de aplicación como soporte catalítico y como catalizador.

Entre otras aplicaciones, de forma general, se pueden mencionar su utilización en filtros de cigarrillos y plantillas de calzados, entre otros.

En general, el carbón pulverizado se aplica en medio líquido mientras el granulado puede ser aplicado en ambos medios.


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