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Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiai

Materiais Porosos: Estrutura e
Processos de Transporte
Prof. Celso P.
Fernandes
Adsorção

Adsorção em materiais porosos

Materiais Porosos

Introdução
Adsorção: fênomeno que ocorre quando uma superfície sólida é exposta a um gás ocasionando um aumento da densidade do fluido na interface (Rouquerol et al.)

Materiais Porosos

Introdução
Adsorção

Física

Química

- Forças de van der Waals entre moléculas
- Formação de ligações químicas entre do adsorbato e do adsorvente adsorvente e o adsorbato
- moléculas adsorvidas conservam sua - perda de identidade identidade - Monocamada
- Multicamada
-Irreversível
- Reversível
- exotérmica (~ 0.1 kcal/mol)

-exotérmica (~10 kcal/mol)

Materiais Porosos

Introdução

quantidade adsorvida  f  p, T , gás, sólido  quantidade adsorvida  f  p  T , gás , sólido

quantidade adsorvida  f  p / pv  T , gás , sólido

Materiais Porosos

Introdução

Interesse de estudo: adsorção-dessorção de gases ou vapo

em materiais porosos na condição de equilíbrio termodinâm
O estudo será inicialmente feito com vapor de água
•Fases condensadas: água adsorvida e água capilar •Equilíbrio termodinâmico entre as fases
•Isotermas de adsorção - dessorção
•Coexistência das fases adsorvida e capilar

Materiais Porosos

Introdução
Dois tipos de água condensada podem existir na
Microestrutura porosa: adsorvida e capilar
Água adsorvida: é constituída de camadas de moléculas do fluido, condensadas sobre a superfície do sólido. Materiais Porosos

Introdução
Água capilar: fase líquida que preenche certos poros do material formando ilhas mais ou menos extensas. como visto, na interface água-ar, reina uma descontinuidade de pressão dada pela equação de Young-Laplace:
1
1 

p Pg  Pl    
 R1 R2 

Pg-Pl : pressão capilar

Materiais Porosos

Equilíbrio termodinâmico de sistemas com interfaces curvas
Podemos mostrar que as condições para o equilíbrio termodinâmico entre uma fase