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Quimisorción

¿Qué es la quimisorción? 

La quimisorción, o adsorción química, es un proceso específico de las superficies en el que una molécula de gas o vapor forma un fuerte enlace químico con la superficie de un material sólido. Esta interacción implica la transferencia o el intercambio de electrones, lo que da como resultado una nueva especie química en la interfaz. 

Información de quimisorción

A diferencia de la fisisorción, que se rige por fuerzas de van der Waals más débiles, la quimisorción se caracteriza por energías de enlaces más altas y, generalmente, es irreversible en condiciones estándar. 

Este fenómeno es crucial en la caracterización de catalizadores, ya que proporciona información sobre lo siguiente:

  • La temperatura a la que un metal se vuelve catalíticamente activo (temperatura de reducción)
  • La cantidad de área de superficie de metal activa disponible para reacciones
  • La concentración y distribución de los lugares activos
  • Cambios en el rendimiento del material después de los ciclos de reducción u oxidación

Técnicas para el análisis de quimisorción

Las dos técnicas principales para el análisis de quimisorción son la quimisorción volumétrica estática y la quimisorción de flujo dinámica.

Quimisorción volumétrica estática

En este método, la adsorción de gases se mide a varias presiones mientras se mantiene una temperatura constante. Mediante el análisis de la cantidad de gas adsorbido, podemos determinar la cantidad de lugares activos en la superficie de un material. Esta técnica es valiosa para calcular parámetros como la dispersión del metal y el área de superficie activa.

Quimisorción de flujo dinámica

Este método implica pasar un gas reactivo sobre la muestra y monitorear la interacción en tiempo real. Permite la evaluación de la concentración y distribución del lugar activo, así como la evaluación de los mecanismos de reacción. Los métodos dinámicos son particularmente útiles para estudiar las reacciones programadas por temperatura y los experimentos de quimisorción de pulso.

Preguntas frecuentes

Un analizador de quimisorción es un instrumento científico sofisticado, que se utiliza para medir la interacción entre una superficie sólida y moléculas de gas, con un enfoque especial en los enlaces químicos. Desempeña un papel crucial en diversas industrias, como la catálisis, la ciencia de materiales y el monitoreo medioambiental, proporcionando información detallada sobre las propiedades de la superficie y los mecanismos de reacción. Los analizadores de quimisorción utilizan técnicas precisas, como la desorción programada por temperatura (TPD, del inglés "Temperature-Programmed Desorption"), la oxidación programada por temperatura (TPO, del inglés "Temperature-Programmed Oxidation"), las reacciones de superficie programadas por temperatura (TPSR, del inglés "Temperature-Programmed Surface Reactions") y la quimisorción de pulso para caracterizar catalizadores, adsorbentes y nanopartículas, lo que ayuda en el desarrollo de materiales avanzados y procesos optimizados.

Las técnicas de quimisorción abarcan una variedad de métodos sofisticados que se emplean en investigación científica y aplicaciones industriales. Estas técnicas incluyen la desorción programada por temperatura (TPD, del inglés "Temperature-Programmed Desorption"), la oxidación programada por temperatura (TPO, del inglés "Temperature-Programmed Oxidation"), las reacciones de superficie programadas por temperatura (TPSR, del inglés "Temperature-Programmed Surface Reactions") y la quimisorción de pulso. Cada técnica ofrece información única sobre la interacción entre superficies sólidas y moléculas de gas, lo que contribuye a la caracterización de catalizadores, adsorbentes y nanomateriales. Gracias al uso de estas técnicas avanzadas, los investigadores y los ingenieros pueden obtener información valiosa esencial para optimizar los procesos y desarrollar materiales innovadores en diversas industrias.

Con los últimos desarrollos, el tamaño de la muestra necesario actualmente para el análisis de quimisorción varía según el instrumento específico y los requisitos de la aplicación. Sin embargo, los analizadores de quimisorción modernos suelen admitir tamaños de muestra que van desde unos pocos miligramos hasta varios gramos. Estos instrumentos versátiles son capaces de analizar una amplia gama de materiales, incluidos catalizadores, adsorbentes y nanopartículas, lo que ofrece a los investigadores e ingenieros la flexibilidad necesaria para caracterización de superficies y estudios de reacción completos. Con el uso del tamaño de muestra adecuado, los científicos pueden obtener datos exactos cruciales para optimizar los procesos y promover la investigación en campos como la catálisis, la ciencia de materiales y el monitoreo medioambiental.

Nuestra instrumentación de quimisorción

Nuestro conjunto de analizadores de quimisorción está diseñado para proporcionar información completa sobre las superficies de los materiales: 

Micromeritics AutoChem III

Un laboratorio de caracterización de catalizadores en un solo instrumento a...
Micromeritics AutoChem III

Estos instrumentos respaldan una variedad de aplicaciones, desde el desarrollo de catalizadores hasta la investigación de ciencia de materiales, con un aporte de datos exactos y confiables para la toma de decisiones fundamentadas.

Servicios

Proporcionamos una amplia gama de servicios de caracterización, ya sea en el análisis de una sola muestra, en un desarrollo o una validación de métodos complejos, en evaluaciones de nuevos productos o en proyectos de fabricación a gran escala.

Opciones disponibles

Pruebas de quimisorción:

  • Análisis de quimisorción volumétrica
  • Análisis de quimisorción dinámica o de pulso
  • Quimisorción de pulso usando mezclas líquido-vapor

Estudios programados por temperatura:

  • Reducción programada por temperatura (TPR)
  • Desorción programada por temperatura (TPD)
  • Oxidación programada por temperatura (TPO)

Otros experimentos de quimisorción:

  • Calor de desorción, cinética de primer orden
  • Calor isostérico de adsorción

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