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Tema: El CarbÓn Activado - Propiedades

  1. #1
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    El CarbÓn Activado - Propiedades

    rebuscando por el cache de google he topado con esto.... que me permito copiar y pegar para no perderlo.

    algo que no conocia y que nos incumbe en nuestros cultivos es que el carbon activo actua como catalizador en la trasformacion del ozono en oxigeno.
    es decir, que no son compatibles o por lo menos trabajan uno contra otro.


    EL CARBÓN ACTIVADO - PROPIEDADES

    Desde el punto de vista de la composición química, el CA es carbón prácticamente puro, igual que el diamante, el grafito, el negro de humo y los diversos carbones minerales o vegetales. En el CA los átomos de carbono casi siempre se encuentran combinados en forma de placas grafíticas. Estas placas son planas, están separadas y tienen distintas orientaciones, por lo que existen espacios entre ellas. Estos espacios se denominan poros y son los que brindan al CA su principal característica: un gran área superficial y, por lo tanto, una alta capacidad adsorbente. El área de la mayoría de los carbones activados comerciales está entre 500 y 1.500 m2/g.

    El CA actúa como adsorbente debido a un desequilibrio de fuerzas en la superficie de las placas grafiticas. Este desequilibrio provoca atracciones intermoleculares que causan la condensación del adsorbato gaseoso o la precipitación del adsorbato de la solución. El CA, adsorberá una molécula con mayor fuerza si existen dos placas grafíticas lo suficientemente cercanas a la misma como para atraerla. Una molécula con mayor peso molecular se retendrá con mayor fuerza, siempre y cuando su tamaño le permita caber entre las placas grafíticas.

    El CA tiene una gran variedad de tamaños de poros que pueden clasificarse, en poros de adsorción y poros de transporte. Los poros de adsorción consiste en espacios entre placas grafíticas con una separación de entre una y cinco veces el diámetro de la molécula que va a retener. Los poros mayores son los de transporte, en esta clase de poros, sólo una placa ejerce atracción sobre el adsorbato y lo hace con una fuerza insuficiente para retenerlo, estos poros actúan como caminos de difusión; tienen poca influencia en la capacidad del CA, pero afecta a la cinética o velocidad con la que se lleva a cabo la adsorción.

    El CA adsorbe bien todo tipo de moléculas orgánicas. No así las inorgánicas, excepto algunas como los molibdatos, los cianuros de oro, el dicianuro de cobre, el cloruro de mercurio, el yodo y las sales de plata, entre otros. La mayoría de las moléculas orgánicas que tienen ligados átomos de cloro, bromo o yodo se adsorben con mayor fuerza.

    El CA puede fabricarse a partir de todo tipo de material carbonoso, cada materia prima brindará características y calidades distintas al producto. El tamaño de los poros y su distribución depende básicamente de la materia prima y no del método de activación.

    Aunque el CA puede fabricarse a partir de un sinnúmero de materiales carbonosos, solamente se utilizan a nivel comercial la madera de pino, el carbón mineral lignítico, el carbón mineral bituminoso y la concha de coco, debido a su disponibilidad, bajo costo y a que los productos obtenidos a partir de ellos tienen las propiedades que cubren toda la gama de aplicaciones que el CA puede tener.



    La dureza o resistencia a la abrasión es una propiedad muy importante en los CA que se van a utilizar en forma granular, ya que la falta de ésta provoca erosión y rompimientos durante el manejo y el uso. La reactivación de un CA que no tenga suficiente dureza no resulta rentable, ya que el proceso de reactivación somete al carbón a una serie de movimiento y de acciones erosionantes que lo rompen y disminuye su tamaño.



    ELIMINACIÓN DE SUSTANCIAS INORGÁNICAS POR REACCIÓN QUIMICA Y CATALÍTICA EN LA SUPERFICIE DEL CA

    En la mayoría de las aplicaciones el CA actúa como adsorbente, sin embargo también ocurren reacciones de sustancias inorgánicas en la superficie del mismo. Estas reacciones disminuyen la capacidad del CA para adsorber moléculas orgánicas.

    1. Eliminación del ozono.
    El CA actúa como catalizador y el ozono se transforma en oxígeno. En fase líquida, el objetivo del CA es el de eliminar el ozono residual que queda después de la ozonización del agua. En fase gas, el CA se utiliza para eliminar el ozono, que es dañino para la salud cuando se encuentra en el aire que respira el hombre.

    2. Eliminación de cloro libre.
    Está es una de las principales aplicaciones del CA. El cloro es un químico que se agrega al agua, principalmente como desinfectante. En el agua, el cloro queda disuelto en forma de ácido hipocloroso (HOCL), un ácido débil que tiende a disociarse, como sigue:

    HOCL ? H+ + OCL -

    Al ácido hipocloroso (HCOCL) como al ion hipoclorito (OCL-) se les denomina cloro libre. El cloro que interviene en la etapa de desinfección se combina y deja de ser libre. Un vez terminada está etapa es necesario eliminar el cloro libre residual, porque es tóxico para el ser humano, imparte mal olor y sabor al agua, interfiere con procesos industriales, daña la mayoría de las resinas de intercambio iónico y afecta a las membranas de osmosis inversa.
    Para eliminar el cloro libre se utiliza CA granular, cuando el CA se expone ocurren las siguientes reacciones:
    HOCL + CCA ? CCA O + H+ + CL -
    2HOCL + CCA ? CCAO2 + 2H+ + 2CL -

    En donde CCA representa el carbón activado. CCAO y CCAO2 representan óxidos superficiales que poco a poco van ocupando espacios en la superficie del CA. Algunos de estos óxidos se liberan hacia la solución, disolviéndose como ácido carbónico (HCO3), dejando espacios libres que alargan la vida del CA.
    Al mismo tiempo que el CA granular actúa como declorador, adsorbe la materia orgánica presente en el agua.

    3. Eliminación de cloraminas.
    El cloro libre reacciona con amoniaco en agua para formar la monocloramina (NH2CL). Este compuesto tiene propiedades biocidas, actúa más lentamente que el cloro libre, pero tiene la ventaja de ser más persistentes. La cloramina también puede producirse sin intención, al clorar agua de abastecimientos que contienen impurezas nitrogenadas. Su presencia en agua potable es causa de olor y se considera un problema en muchas industrias.

    CCA + NH2CL + H2O ? NH3 + H+ + CL - + CCAO (I)
    En donde CCA es el carbón activado granular y CCAO es un óxido superficial. Después de que han reaccionado alrededor de 0,52g de NH2CL por g de carbón, ocurre la siguiente reacción paralela:

    CCA O+ 2NH2CL + ? CCA+ 2H+ + 2CL - + H2O N2(II)

    Aproximadamente un 50% de NH2CL desaparece de acuerdo con la reacción (I) y otro 50% de acuerdo con la reacción (II). En la reacción global el CA participa como catalizador.


    CONTAMINACIÓN DEL AGUA Y TRATAMIENTO CON CA

    La aplicación del CA en el tratamiento del agua está enfocada en la retención de materia orgánica. La decloración, constituye una excepción, porque el cloro no es de carácter orgánico, no es un contaminante, sino un desinfectante que agrega el hombre.

    Los contaminantes orgánicos se pueden clasificar en tres grupos, materia orgánica natural, químicos orgánicos sintéticos y subproductos de la desinfección.

    1. Materia orgánica natural.
    El mayor porcentaje de materia orgánica soluble que se encuentra en el agua es de origen natural y proviene del metabolismo de la vegetación, así como de aquella que se encuentra en estado de descomposición.
    Es importante eliminar la materia orgánica disuelta antes de la desinfección, ya que de lo contrario se forman subproductos de la desinfección que son nocivos para la salud. El CA adsorbe de manera muy eficiente la fracción volátil, en la que se incluye el olor y sabor.

    2. Químicos orgánicos sintéticos.
    Estos compuestos provienen de las descargas de aguas residuales de origen industrial o municipal, de productos químicos agrícolas y urbanos. Se encuentran en el agua, generalmente en muy bajas concentraciones y pueden ser muy diversos. Las investigaciones indican que, a largo plazo, la ingestión de combinaciones de estas sustancias, aun a niveles de trazas, pueden ser causa de cáncer y defectos congénitos.
    El CA es un adsorbente eficaz, excepto de aquellos químicos que son tan volátiles o más que el propano, y de los que tienen un peso molecular muy grande y no caben en los poros del carbón.

    3. Subproductos de la desinfección.
    Al desinfectar el agua para consumo humano con cloro, el cloro reacciona con la materia orgánica y genera los subproductos de la desinfección que son compuestos tóxicos parecidos a los químicos orgánicos sintéticos, ambos se adsorben de forma similar por el CA, considerándose en la actualidad al CA como la mejor tecnología disponible para su eliminación del agua.

    3.1. Trihalometanos.
    Son solamente algunos de los muchos subproductos de la desinfección formados durante la cloración del agua que contiene materia orgánica disuelta. Comprenden los siguientes compuestos: cloroformo (CHCL3), bromodiclorometano (CHBrCl2), dibromoclorometano (CHBr2Cl) y bromoformo (CHBr3). Estos compuestos se adsorben con mayor eficiencia que los anteriores ya que el cloro y el bromo aumenta la adsorbabilidad de los compuestos orgánicos


    PRINCIPALES APLICACIONES DEL CA


    EN FASE LÍQUIDA

    Se utiliza el carbón activo en polvo y granular. Entre las aplicaciones se encuentran la eliminación de:

    ? Impurezas que causan color, olor y sabor en el agua potable, líquidos de procesos alimenticios (jugos, vinagre...), líquidos de procesos químicos (solventes, fármacos...)
    ? Color, compuestos orgánicos tóxicos y metales ligados a moléculas orgánicas en aguas residuales de origen municipal o industrial.
    ? Precursores de color que pueden no tener color original, pero que lo causan en una etapa posterior del proceso o después de que el producto se ha vendido (ejemplo: glucosa de maíz).
    ? Contaminantes que interfieren en la cristalización o en el rendimiento de la formación de cristales (ejemplo: industrias azucarera y química).
    ? Compuestos que causan espuma, o procesos que la causen como aireación agitación...
    Impurezas que causan turbidez (ejemplo ginebra, ron y otros destilados).
    ? Productos de alta pureza (ejemplo: producción de ácido ascórbico utilizado en la fabricación de vitamina C).
    ? Trazas de iones metálicos, que se hacen reaccionar con un reactivo orgánico para adsorberlos posteriormente.
    ? Cloro, cloraminas u ozono del agua, se eliminan por reacción química en la superficie del CA.

    Otras aplicaciones que con consisten en la eliminación de impurezas son:

    ? La concentración de un material valioso contenido en una solución diluida, por medio de adsorción, y con la posterior recuperación de dicho material (ejemplo: recuperación de oro y plata).
    ? Como catalizador. El CA aporta su gran área superficial y su resistencia a la temperatura y a la presión.

    EN FASE GAS

    Se utiliza el carbón activo granular o peletizado. Las principales aplicaciones consisten en la eliminación de:

    ? Olores. En lugares habitables, de esparcimiento, en almacenes y olores generados en procesos industriales o en plantas de tratamiento de aguas residuales.
    ? Compuestos orgánicos tóxicos en aire que va a respirar el hombre de manera inmediata.
    ? Vapores de ácidos, álcalis u otros compuestos no adsorbibles en CA. Esto se logra impregnando al CA con un compuesto químico que reaccione con el contaminante que quiera eliminarse. El carbón aporta su gran área superficial.
    ? Contaminantes orgánicos en gases que se producen industrialmente y que requieren purificarse (ejemplo: dióxido de carbono, hidrógeno, oxígeno...).
    ? Etileno generado por fruta y otros vegetales almacenados en bodegas, mediante la adsorción en CA impregnado con un agente oxidante. Con esta purificación, se evita una maduración prematura.
    ? Gases radioactivos (ejemplo: isótopos radioactivos de kriptón, xenón y yodo).
    ? Vapores en los tanques que almacenan productos orgánicos volátiles.
    ? Compuestos orgánicos en aire o en gases de escape. El CA puede tener como objetivo no sólo la purificación del aire o gas de escape, sino la recuperación del solvente.



    saludos
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  2. El siguiente Usuario da las gracias a Babylon por este Post:

    cannaalaire (10/09/2010)

  3. #2
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    Re: El CarbÓn Activado - Propiedades

    Sinceramente me he quedao igual
    Será que se me cruzan las linias? Por qué será?

  4. #3
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    Re: El CarbÓn Activado - Propiedades

    paisa, la verdad es que yo he pillado poco, pero me parece una cosa bastante interesante, pero podias esplicarlo en cristiano para que sirve y como hacerlo?, por lo menos para mi seria interesante

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