Resumo Coloides - Aula 5

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Resumo Coloides – Prova 25/07 
 
Aula 5 
 Interface Sólido-Gás 
o Ao colocar um gás ou vapor em contato com uma superfície 
limpa de um sólido, parte do gás ou vapor permanecerá ligada 
à superfície na forma de uma camada adsorvida 
o O sólido é chamado de adsorvente 
o O gás ou vapor é chamado de adsorbato 
o É possível ocorrer absorção no interior do sólido 
 Adsorção x Absorção 
o Adsorção 
 Sorção Física (fisisorção ou adsorção física), com calor 
de adsorção entre 20-40 Kj/mol 
o Absorção 
 Sorção Química (quimissorção ou absorção química ou 
adsorção química), com calor de adsorção entre 40-400 
KJ/mol 
o Na absorção a substância absorvida é embebida pela 
substância absorvente, o maior exemplo disso é uma 
esponja, que absorve a água. Na adsorção, a substância fica 
apenas retida na superfície adsorvente, sem ser incorporada 
 Aspectos Energéticos da Adsorção 
 
o Adsorção de moléculas na superfície de sólidos (fenômeno 
espontâneo): 
 
o Para um processo espontâneo, temos que: 
 
o Portanto, obrigatoriamente 
 
 Adsorção de gases e vapores é sempre um processo 
exotérmico 
 Se o processo de adsorção é exotérmico, o grau de 
adsorção gasosa (em condição de equilíbrio) 
aumenta com a diminuição da temperatura 
 
 Classificação das Isotermas de adsorção 
o Adsorção Física: Adsorção de monocamada e multicamadas 
moleculares 
o Adsorção Química: Apenas adsorção de monocamada 
molecular 
 
 Isoterma de adsorção de Langmuir 
 Isoterma de adsorção de Langmuir se baseia nas 
seguintes suposições 
o Ocorre apenas adsorção monomolecular 
o A adsorção é localizada 
o O calor de adsorção independe da extensão 
da superfície que é coberta pela adsorção 
 Derivação cinética, na qual as velocidades de 
adsorção e dessorção são igualadas entre si, para 
dar origem a uma expressão que represente um 
equilíbrio de adsorção 
 Seja V o volume de gás adsorvido, no equilíbrio 
por unidade de massa adsorvente, numa pressão p: 
e Vm o volume de gás necessário para recobrir 
uma unidade de massa de adsorvente com uma 
monocamada 
o A velocidade de adsorção depende 
 Da velocidade com que as moléculas 
de gás colidem com a superfície 
sólida, e que é proporcional à pressão 
 Da probabilidade de atingir um ponto 
desocupado (1-V/Vm) 
 De um termo de ativação (E-Ea/RT), 
onde Ea é a energia de ativação para 
a adsorção 
o A velocidade de dessorção depende 
 Da fração da superfície que é 
recoberta (V/Vm) 
 De um termo de ativação (E-Ed/RT), 
onde Ed é a energia de ativação para 
a dessorção 
o No equilíbrio, temos que 
 
 Rearranjando esta equação e fazendo 
∆Ha = Ea – Ed, temos 
 
o Considerando o calor de adsorção (∆Ha) 
independente da parcela da superfície 
recoberta, podemos escrever que: 
 
o Portanto, teremos: 
 
 
 As baixas pressões, a equação se 
reduz a: V = Vmap, ou seja, o volume 
de gás adsorvido (V) varia 
linearmente com a pressão 
 A altas pressões, atinge-se uma 
camada monomolecular limitante, V 
= Vm 
 
 Isoterma de BET (Brunauer, Emmet e Teller) 
 A isorterma de adsorção de BET é uma ampliação 
do tratamento de Langmuir, para englobar 
também a adsorção de multicamadas sobre 
superfícies sólidas não porosas 
o O calor de adsorção, ∆H1, é valido para a 
primeira monocamada molecular 
o O calor de liquefação, ∆HL, é aplicado à 
segunda camada molecular e às 
subsequentes 
 
 
 A equação é escrita da seguinte forma 
 
 
 
 
 n = número de mols; 
 w = massa do sólido; 
 σ0 = área de contato molecular 
(m2.molec-1); 
 Vm = (m3. g -1); 
 NA = número de Avogadro 
(6,022x10^23 molec.mol-1); 
 ASP = área superficial (m2. g -1).