Dependencia de la agregación y adsorción de asfaltenos sobre vidrio, con características de polaridad del solvente

Abstract

RESUMEN Las propuestas de asociaciones asfalteno-asfalteno se pueden interpolar a las interacciones asfalteno-superficie y viceversa, en virtud de esto la presente investigación se propuso evaluar la adsorción de asfaltenos sobre vidrio a partir de soluciones de concentración conocida preparadas en solventes con características diferentes de polaridad. La agregación de asfaltenos debe considerar al solvente como un factor importante en las asociaciones intermoleculares y por ende en el tipo de agregado existente. Se consideraron dos medios con características diferentes con el objetivo de evaluar la dependencia entre la adsorción y el tamaño del agregado formado en solución. Los asfaltenos empleados fueron separados de tres muestras de crudos venezolanos: Furrial, Hamaca y Cerro Negro, con características de estabilidad y contenido de asfaltenos diferentes. Se prepararon soluciones de los asfaltenos en 1-metilnaftaleno y en mezcla tolueno:heptano 3:2 en el intervalo de concentraciones comprendido entre 200 y 5000 mg L-1. Para los experimentos de adsorción se emplearon placas de vidrio. La determinación del espesor de capa adsorbida se realizó empleando un microscopio interferométrico de luz blanca, medida como la altura entre la superficie de muestra adsorbida y la superficie de referencia de la placa. Los resultados se presentaron como isotermas de adsorción de las tres muestras de asfaltenos, a partir del espesor de capa adsorbida en función de la concentración de asfaltenos en solución, para los dos solventes empleados. Los comportamientos de adsorción para los asfaltenos en 1-metilnaftaleno, revelaron una adsorción en bicapas en el intervalo de concentraciones estudiado, encontrándose valores de espesor de capa adsorbido entre 3,5 y 10,3 nm. En contraste, en la mezcla tolueno:heptano 3:2, se observaron valores de espesor de capa superiores a los obtenidos en 1-metilnafateleno. Los resultados indicaron que la magnitud de la adsorción depende del medio y por tanto el tamaño del agregado existente en la solución de concentración correspondiente. Resultó evidente que mientras mejor sea la capacidad de solvatación por parte del medio, como lo es el caso del 1-metilnaftaleno, menor será la tendencia a la asociación y menor el tamaño de los agregados en solución. No se encontró relación entre el origen del asfalteno y su comportamiento de adsorción. Los interferogramas de las superficies adsorbidas estuvieron en concordancia con los valores de espesor obtenidos, mostrando una superficie uniforme y con presencia de picos de menor altura para las placas adsorbidas a partir de soluciones en 1-metilnaftaleno. Las imágenes de la superficie adsorbida de los asfaltenos en la mezcla tolueno:heptano 3:2 mostraron picos de mayor altura y superficie poco uniforme. Palabras clave: asfaltenos, adsorción, agregación, 1-metilnaftaleno, mezcla tolueno:heptano 3:2.