G1-E9

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Universidade Federal de São João Del Rei
Curso de Bacharelado e Licenciatura em Química
EXPERIMENTO - 9 ADSORÇÃO DO AZUL DE METILENO
Data: 17/11/2023
Grupo
Alexia Fernanda Félix
Julia Luiza Takenaka
Lorena Resende Rodrigues
Matheus Martins Guedes
Raphael Resende Bretz
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1 - Dados Experimentais Obtidos na Aula
Parte 1: Curva de calibração
Tabela 1. Concentrações das soluções padrões e suas respectivas absorbâncias.
Vol (mL) tomado da
solução de 1,5 x 10-4
mol/L
Volume final do balão
(mL)
Concentração final em
mol/L
Absorbância
1 50 3.00E-06 0.209
2 50 6.00E-06 0.441
3 50 9.00E-06 0.663
4 50 1.20E-05 0.915
5 50 1.50E-05 1.05
Parte 2: Levantamento das isotermas
Tabela 2. Concentrações analíticas dos reagentes e os valores de Δt.
Nº da solução V solução trabalho
(mL)
V final (L) Concentração (mol/L)
1 50 0,1 7.50E-05
1’ 50 0,1 7.50E-05
2 40 0,1 6.00E-05
2’ 40 0,1 6.00E-05
3 30 0,1 4.50E-05
1
Lorena
Retângulo
3’ 30 0,1 4.50E-05
4 20 0,1 3.00E-05
4’ 20 0,1 3.00E-05
5 10 0,1 1.50E-05
5’ 10 0,1 1.50E-05
Tabela 3. Dados para obtenção da isoterma de adsorção.
Frasco C inicial em
mol/L
C
final/equilíbrio
(Ceq) em mol/L
Absorbância Massa de
Corante
Adsorvida (g)
Adsorção em
mol/g
1 7.50E-05 4.09367E-05 0.303 0.013 1.36E-04
1’ 7.50E-05 3.24488E-05 0.242 0.016 1.70E-04
2 6.00E-05 1.51947E-05 0.118 0.017 1.79E-04
2’ 6.00E-05 1.01855E-05 0.082 0.019 1.99E-04
3 4.50E-05 5.69385E-06 0.418 0.015 1.57E-04
3’ 4.50E-05 1.40816E-06 0.11 0.016 1.74E-04
4 3.00E-05 9.6289E-07 0.078 0.011 1.16E-04
4’ 3.00E-05 8.23744E-07 0.068 0.011 1.17E-04
5 1.50E-05 2.81075E-07 0.029 0.005 5.89E-05
5’ 1.50E-05 2.81075E-07 0.029 0.005 5.89E-05
2 - Resultados e Discussões
Parte 1: Curva de Calibração
Primeiramente preparou-se uma solução com concentração igual a 1,5 x 10-4 mol/L
de azul de metileno. Em seguida, fez-se a leitura de absorbância no comprimento de onda
de 665 nm. Os valores encontram-se na Tabela 1. As concentrações finais foram
calculadas por meio da relação abaixo, sendo que os cálculos mostram a amostra 1 e as
demais foram feitas da mesma forma.
(Equação I)𝐶
1
𝑉
1
= 𝐶
2
𝑉
2
2
1, 5 × 10−4 × 0, 001 = 𝐶
2
× 0, 05
𝐶
2
= 3 × 10−6𝑚𝑜𝑙/𝐿
`Por meio dos dados, construiu-se a curva de calibração representada na Figura 1:
Figura 1. Curva de calibração.
2: Levantamento das isotermas
Partindo da solução preparada anteriormente, realizou-se as diluições descritas na
Tabela 2. As concentrações foram calculadas por meio da equação I. Para isso, pesou-se
0,025 g de carvão ativado e adicionou-se aos 10 erlenmeyers de 100 mL contendo 50 mL
da solução. Os frascos foram tampados e deixados em repouso por aproximadamente 1
hora. Após esse tempo, fez-se as medidas de absorbâncias.
A concentração final foi obtida a partir da equação da reta apresentada no gráfico da
Figura 1.
y = 71867x + 0,0088
A adsorção, q, foi calculada a partir Equação III:
(Equação III)𝑞 =
(𝐶
𝑜
−𝐶
𝑒𝑞
)𝑉
𝑚
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Através dos valores encontrados obteve-se a isoterma de adsorção, apresentada na
Figura 2.
Figura 2. Isoterma de adsorção
Os dados da isoterma apresentados na Figura 2, podem ser ajustados ao modelo de
Langmuir para obter informações sobre o comportamento do carvão ativado como um
adsorvente. Esse modelo incorpora duas constantes:
Q: que corresponde à completa saturação da isoterma;
K: que é definida como a afinidade entre sorvente e sorvato.
A equação de Langmuir é dada por:
(Equação IV)𝑞 =
𝑄𝐾𝐶
𝑒𝑞
(1+𝐾𝐶
𝑒𝑞
)
onde:
q: quantidade adsorvida por grama de adsorvente;
K: constante de equilíbrio de Langmuir;
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Q: capacidade máxima de adsorção do soluto no adsorvente.
Invertendo os termos da equação e linearizando obtém-se:
(Equação V)
𝐶
𝑒𝑞
𝑞 =
1
𝐾𝑄 +
𝐶
𝑒𝑞
𝑄
Desta forma, construindo-se um gráfico de Ceq/q vs Ceq pode-se determinar a
capacidade máxima de adsorção (Q) e a constante de equilíbrio de Langmuir (K) a partir
dos coeficientes angular e linear da reta.
Tabela 6. Valores de Ceq e Ceq/q para obtenção de K e Q.
Ceq Ceq/q
3,67E-05 2,40E-01
1,27E-05 8,01E-02
3,55E-06 2,15E-02
8,93E-07 7,67E-03
2,81E-07 4,77E-03
Figura 3. Gráfico de Ceq/q vs Ceq.
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A partir da equação obtida pela figura 3, pode-se concluir que:
Equação (VI)
𝐶
𝑒𝑞
𝑞 = 0, 0005 + 6494, 5 𝐶𝑒𝑞 
O coeficiente angular da reta é dado por 1/Q, logo:
1/Q = 6494,5
Q = 1,54x10-4mol/g
O coeficiente linear da reta é dado por 1/KQ, logo:
1/KQ = 0,0005
K = 12987,01 L/mol
Pela construção da isoterma pode-se concluir que esta segue o modelo de
Langmuir, visto que a inclinação da curva é satisfatória e os valores encontrados para os
parâmetros K e Q indicam o carvão ativado como um bom material adsorvente.
3-Considerações finais
De acordo com os resultados obtidos, observa-se e conclui-se que o carvão ativado
realmente atua como adsorvente à medida que as concentrações de azul de metileno no
meio reacional diminuíram ao longo do tempo.
Portanto esse experimento revelou que o carvão é um bom reagente quando se
pensa nesse tipo de reação, poispossui um baixo custo, além de boa adsorção de outros
reagentes.
4 - Referências Bibliográficas
[1]- ATKINS, P. W.; PAULA, J. Físico-Química, 9ª ed. vol. 1, LTC: Rio de Janeiro, 2012.
[2]- Rangel, R. N. Práticas de Físico-Química. 3ª ed. Edgard Blucher: São Paulo, 2011.
[3]- ATKINS, P. W.; PAULA, J. Físico-Química, 9ª ed. vol. 2, LTC: Rio de Janeiro, 2012.
[4] - Paulo A. Netz, George G. Ortega, Fundamentos de Físico-Química: uma abordagem
conceitual para ciências farmacêuticas. Artmed, 2002, pág 123-124.
[5] - David W. Ball, Físico-Química. V1, 2011, Cap5 (5.3), pág 125-129.
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