En una superficie determinada, ¿hay más adsorción si las moléculas de un vapor son polares? Por ejemplo, para un peso molecular (aproximado) dado, ¿se esperaría más adsorción en una superficie por parte de la molécula polar?
Respuesta
¿Demasiados anuncios?
Un modelo sencillo y agradable para la adsorción en una superficie es el Isoterma de Langmuir . Pasaremos por alto el hecho de que el mundo real es invariablemente más complicado que esto y observaremos que el modelo de Langmuir da la siguiente ecuación para la fracción de la superficie cubierta:
$$ \theta = \frac{KP_a}{1+KP_a} $$
donde $P_a$ es la presión parcial del adsorbato y $K$ es una constante de equilibrio vagamente definida para el proceso:
$$ \text{Adsorbate} + \text{Surface} \rightarrow \text{Adsorbed molecule} $$
Y de una manera igualmente manual esperamos que la constante de equilibrio $K$ que se relaciona con un cambio de energía libre de Gibbs para el proceso de adsorción:
$$ K = e^{-\Delta G/RT} $$
El punto de todo esto es que lo que importa es el cambio de energía libre para una molécula que se adsorbe en una superficie, y para las moléculas simples donde no nos preocupamos demasiado por los cambios en la libertad rotacional o conformacional esto está dominado por la entalpía de adsorción.
Lo que nos lleva finalmente a su pregunta. Si su superficie es polar, es decir, está cubierta de grupos dipolares, entonces interactuará más fuertemente con los adsorbidos dipolares que con los no polares. Por lo tanto, cuanto más polar sea la molécula, mayor será la entalpía de adsorción y más fuerte será la adsorción. Si la superficie es apolar, la polaridad del adsorbato será mucho menos importante.
En el mundo que nos rodea, la gran mayoría de las superficies son polares, por lo que, como regla general, las moléculas polares se adsorben con más fuerza que las no polares.
