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 ex presarse:
q
q0 k P 1 kP
Linealizando, se obtiene la expresión:
1 q0 k
P q0
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
1400 1200 ) 1000 l o m m / 800 g . a P 600 k ( q / P 400
200 0 0
10 00
20 00
30 00
40 0 0
50 00
60 00
70 00
80 00
P (kPa)
Adsorción
Luis E. Loaiza G.
La regresión por los mínimos cuadrados, resulta:
87.81 87.818 8 0.163 0.1637 7P
P q
2
El coeficiente de correlación (r ) es de 0.9998; por lo que puede decirse que se ajusta a la isoterma de Langmuir. Comparando y resolviendo:
1
q0 k k q0
P q0
87.81 87.818 8 0.163 0.1637 7P
0.1637 87.818 1
0.1637
P q
0.00186 g/mmol.kPa g/mmol.kPa
6.1087 mmol/g mmol/g
Por tanto, se tiene la isoterma de Langmuir a 300 K; para la adsorción de metano en carbón activado:
q(mmol/g)
0.0114 P( kPa) 1 0.00 0.0018 186 6 P( kPa)
7 6 5 ) g / 4 l o m m3 ( q
2 1 0 0
10 00
2 0 00
30 00
40 00
50 00
60 00
70 00
Presión (kPa)
La máxima adsorción (q0) es de 6.11 mmol de metano por cada gramo de carbón activo.
