Relátorio 7- adsorçao sobre carvao ativado FINALIZADO (1) (1)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS - UFAL
CENTRO DE TECNOLOGIA - CTEC
ENGENHARIA QUÍMICA
Aluno: Gabriel Gomes Barros Souza
RELATÓRIO 7: Adsorção do ácido acético pelo carvão (Isoterma de adsorção).
Relatório do experimento de Adsorção do ácido acético pelo carvão realizado
sob orientação da professora Carmen lucia de paiva, como requisito avaliativo
da disciplina de Laboratório de Quimica 2.
Maceió - AL
2022
Sumário
1 Introdução ———————————— 3
2 Objetivo————————————— 4
3 Metodologia e materiais utilizados —- 5
4 Procedimento experimental————- 6
5 Resultados e discussão—-----------------8
6 Conclusão————————————- 12
7 Referências bibliográficas——————- 13
1 INTRODUÇÃO E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA:
Primeiramente, iremos abordar a importância do carvão ativado na indústria, e
algumas de suas aplicações. Carvão Ativado, esse material é constituído
basicamente de carbono e possui milhares de pequenos poros em sua estrutura, o
que lhe dá uma grande capacidade de adsorção, ou seja, as moléculas de gases e
líquidos de outras substâncias ficam retidas em sua superfície. Visto que possui
tantos poros, a sua enorme área de superfície fornece vários lugares de ligação.
A adsorção pode ocorrer de duas maneiras: química ou física. A adsorção
química ou quimissorção ocorre por meio de ligações químicas, principalmente
covalentes, e a adsorção física ou fisissorção ocorre por meio de interações
intermoleculares do tipo Van der Waals, como a força de dipolo induzido e a de
dipolo permanente.
Assim, o carvão ativado é usado em uma infinidade de áreas com o objetivo de
remover cor e odor de determinados materiais por meio da adsorção. Algumas
dessas áreas são: purificação de água, tratamento do ar contra gases poluidores,
como em filtros de indústrias; no tratamento de resíduos industriais, como a
reciclagem de águas industriais; na indústria farmacêutica, na indústria química,
tratamento de efluentes, catálise, na indústria alimentícia e na adsorção de gases,
sendo que um exemplo muito comum é ao retirar odores de geladeiras.
1.1 Resumo:
Adsorção é um fenômeno em que ocorre o enriquecimento de uma substância numa
interface, sendo que pelo menos uma fase deve ser condensada. É um processo
espontâneo que ocorre devido ao desbalanceamento de forças na superfície. Tem
vasta aplicação na indústria, desde purificação de líquidos, gases e até no campo
da medicina. Este trabalho apresenta um experimento simples de adsorção de ácido
acético em carvão ativado, apropriado para o ensino dos conceitos envolvidos em
aulas de transferência de massa. Os dados obtidos foram ajustados na isoterma de
Langmuir, e os pontos importantes do processo e do modelo foram discutidos.
Para interpretação e andamento do experimento, será necessário o entendimento
do isoterma de adsorção de freundlich, A variação do gás ou corante adsorvido com
a pressão a temperatura constante pode ser frequentemente representado, sobre
uma variação limitada de pressão, por uma equação empírica:
2 Objetivo:
Exprimir o aspecto quantitativo do processo de adsorção utilizando a isoterma de
Freundlich.
3 Materiais utilizados:
- erlenmeyers , funil , papel filtro, carvão ativo
- balões volumétricos , buretas
- solução de ácido acético 1 mol.L-1, solução de NaOH 0,1 mol.L-1
4 Procedimento experimental:
a) Partindo de uma solução de ácido acético 1 mol / L, preparar 100 mL de soluções
0,5 ; 0,3 ; 0,2 ; 0,1 e 0,05 mol / L.
Amostra 1 2 3 4 5
Ácido acético 1M
(mL) 50 30 20 10 5
Concentração (M) 0,5 0,3 0,2 0,1 0,05
b) Em 05 erlenmeyers secos, numerados de 01 a 05, pesar 1,0g de carvão ativo.
c) Pipetar 50 mL de solução 0,5 mol/L de ácido acético e transferir para o
erlenmeyer 01 e proceder da mesma forma com as outras soluções.
d) Deixar as soluções de ácido em contato com o carvão durante 1hora, agitando de
vez em quando.
e) Durante este tempo, titular as soluções de ácido acético que restaram, pipetando
10 mL de cada solução e titular com NaOH 0,1 mol/L, usando fenolftaleína como
indicador.
f) Passado a 1 hora, filtrar as soluções em contato com o carvão ativo para
separá-los, pipetar 10 mL de cada solução e titular com a mesma solução de NaOH
0,1 mol/L, usando fenolftaleína.
g) Determine a massa de ácido acético adsorvida em cada 10 mL de solução,
multiplicar por 5 para ter o adsorvido em 50 mL.
h) Fazer o gráfico 𝐿𝑛(𝑥𝑚) versus ln C, interpolar linearmente e calcular as constantes
da isoterma de Freundlich
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO:
Após realizar Todo o procedimento experimental, obtivemos os valores necessários para
montarmos a tabela abaixo:
Amostra (Hac) massa
Hac
(mg)
volume
NaOH
de
0,1mol
(ml)
m1 hac mi-mf
(mg)
1 0,22 1190,
2
0,85 110,2 1080
2 0,14 958,3 0,85 110,2 848,1
3 0,11 711,6 0,45 62,5 649,1
4 0,07 460,5 0,70 75,0 385,5
5 0,05 342,5 0,40 50,2 292,3
- com o auxílio do isoterma de freundlich foi possível encontrar as constantes
das variáveis, como K no isoterma de freundlich é tratado como a
representação da capacidade de adsorção em uma reação e N é uma constante
que representa a intensidade da adsorção verificada, são apenas essas duas que
faltam para conclusão da teoria do relatório, fato que será explicado no
próximo tópico.
5.1 Isoterma de freundlich:
- Para o cálculo desse isoterma, a seguinte fórmula será utilizada:
Log = Log K + . Log C𝑥𝑚
1
𝑛
- Com o cálculo de ambas as constantes K e N, foi possível constatar que
o coeficiente angular é igual a 1 sobre n, que resulta em n = 671,
enquanto B é igual a constante de adsorção, que se resulta em K =
0,0269 mg/g
- Com base nos valores obtidos e na interpretação do gráfico do tópico anterior, é
seguro afirmar que a capacidade de adsorção do carvão ativado aumenta
significativamente com o aumento de ácido acético na solução, fazendo a
adesão de moléculas nesse fluido ser ampliada, porém, não posso afirmar que
esse aumento não é proporcional devido ao nível de saturação da solução.
6 CONCLUSÃO:
- A partir da realização do experimento, tanto a tabela de medição de
concentração de ácido acético através da medição das 5 amostras quanto
a explicação dos isotermas de freundlich tiveram o objetivo de facilitar e
demonstrar a utilização dessa reação com a finalidade de determinar o
nível de adsorção com a utilização de carvão ativado na solução,
estudando os fenômenos dessa reação, que tem como principal fator a
adesão das moléculas na reação.
- Com os resultados obtidos a partir dos fatos já citados, foi possível
determinar que a medição e o nível de adsorção da solução se comportou
como o esperado, com os valores da adsorção subindo de forma gradativa
a aumentar a concentração de ácido acético na solução.
- Dessa forma, considero o objetivo do trabalho alcançado, sendo ele de
usar adsorção e o isoterma de freundlich no desenvolvimento dos
experimentos, além de explicar sua finalidade a partir do experimento,
com também o auxílio da tabela.
-
7 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
1-P.W.Atkins, Físico-Química, Vol 1 e 3; 2-W.J. Moore, Físico-Química, Vol 1 e
2
3- Pignatello, J. J.; Oliveros, E.; Mackay, A. Critical Reviews in Environmental
Science and Technology, v. 36, p.1–84, 2006.
4- Aguiar, A. et al. Química Nova, v. 30, p.623-628, 2007.