Experiencia

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cia EXPERIÊNCIA 1: ISOTERMAS DE ADSORÇÃO
Físico-Química Experimental - QMC5453
Objetivo:
Estudar a adsorção do azul de metileno sobre carvão vegetal.
Calcular as constantes de adsorção em função da concentração do azul de metileno usando o modelo de Freundlich e
Langmuir.

1. Introdução
Adsorção é a adesão de moléculas de um fluído (adsorvato), que pode ser um gás ou um soluto de umasolução
líquida, a uma superfície sólida (adsorvente). Se o sólido for finamente dividido e o gás estiver a uma pressão
moderada sua pressão decresce, como conseqüência da adsorção. Pelo mesmo motivo, expondo-se uma solução de
um corante (ou de uma tinta) ao sólido, a intensidade da coloração da solução diminui. Os sólidos porosos, como o
carvão vegetal ativado, são ótimos adsorventes.
As forçasque atraem o adsorvato para o adsorvente podem ser químicas ou físicas:
Na adsorção química (ou quimissorção) as moléculas (ou átomos) unem-se à superfície do adsorvente através
da formação de ligações químicas (geralmente covalentes) e tendem a se acomodarem em sítios que propiciem o
maior número de coordenação possível com o substrato (adsorvente). Uma molécula quimicamente adsorvida pode
serdecomposta em virtude de forças de valência dos átomos da superfície. A adsorção química é típica de
processos industriais como a separação de misturas ou a hidrogenação catalítica de óleos vegetais (transformação
de óleo em margarina).
Na adsorção física (ou fisissorção) as moléculas do adsorvente e do adsorvato interagem por interações de van
der Waals, que apesar de serem interações delongo alcance, são fracas e não formam ligações químicas. Uma
molécula fisicamente adsorvida retém sua identidade, embora possa ser deformada pela presença dos campos de
força da superfície. Este tipo de adsorção é empregado em máscaras contra gases e na purificação e descoloração
de líquidos.
A adsorção sobre sólidos é um fenômeno de grande importância em Físico-Química. A ação catalítica demuitas
substâncias, no caso da catálise heterogênea, está ligada aos fenômenos da adsorção. Adsorventes como Carvão
vegetal ativado são também muito usado como fitoterápico pela sua grande capacidade de adsorção.
O carvão vegetal para uso medicinal (carvão ativado) provém de certas madeiras moles e não resinosas
(extraído de partes lenhosas, cascas e serragens), obtidos por combustão incompleta,o que lhe confere grande área
superficial e capacidade adsorvente. Estudos utilizando carvão ativado demonstraram redução significativa na
produção de gases intestinais nos pacientes tratados, eliminando os desconfortos abdominais. Devido a sua rapidez
de ação, o carvão vegetal é considerado ainda um agente útil no tratamento de envenenamentos. O carvão ativado
liga-se ao tóxico residual nolúmen do trato gastrointestinal e reduz rapidamente a absorção deste. O carvão vegetal
tem a propriedade de adsorver substâncias que, em contato com bactérias intestinais, contribuem para a produção
de flatulência. Diante dos resultados de estudos, o uso do carvão vegetal é indicado em casos de dores no estômago,
mau hálito, aftas, gases intestinais, diarreias infecciosas, disenteria hepáticas eintoxicações.
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1.1. Isotermas de adsorção
Isotermas de adsorção são representações gráficas, a temperatura constante,
da quantidade de substância adsorvida por massa de sólido (x/m) como função
da concentração de soluto em equilíbrio (cEq), após máxima adsorção,
naquelas condições (Figura 1 ao lado). A partirdestas representações pode-se
determinar parâmetros termodinâmicos (constante de equilíbrio, variações de
entalpia, entropia e energia livre) e cinéticos (ordens de reação, constantes de
velocidade) que fornecem informações a respeito do grau e do tipo de adsorção
(química ou física) que está ocorrendo no sistema em estudo.

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