lista 7 referente aula 10

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Universidade do Estado do Rio de Janeiro 
Departamento de Físico-Química 
Eletroquímica e Fenômenos de Superfície - QUI 05-09556 
Profa. Angela Sanches Rocha 
 
7a Lista de exercícios - Adsorção 
 
1) Definir: a) adsorção; b) dessorção; c) adsorvato; d) adsorvente; e) área superficial; f) 
área específica. 
2) Sabendo que a adsorção é um processo espontâneo, demonstrar que ela é sempre um 
processo exotérmico. 
3) Discutir como a adsorção varia com: a) aumento da área superficial; b) aumento da 
temperatura; d) aumento da pressão do gás. Mostrar que os efeitos produzidos na adsorção 
pelas variações de temperatura e de pressão são consistentes com o princípio de Le Chatelier. 
4) O que é isoterma de adsorção? Mostre, qualitativamente e mediante gráfico apropriado, 
como a adsorção varia com a pressão, a temperatura constante. 
5) Como se pode classificar a adsorção de gases em sólidos quanto às forças de interação 
entre adsorvato e adsorvente. Enumerar as principais características dos tipos de adsorção 
classificadas anteriormente. 
6) Em alguns casos a adsorção de gases em sólidos não podem ser descritas pela isoterma 
de Langmuir. Explique quais estes casos e que modelos podem ser usados. 
7) Enumerar as considerações feitas na obtenção da isoterma de Langmuir e demonstrar 
esta equação. Explicar como a adsorção ocorre em: a) baixas pressões; b) altas pressões. 
8) Demonstrar a isoterma de BET. 
9) Descrever os tipos de isotermas de adsorção observados mediante modelo BET. 
10) Pesquise o que é a isoterma de Gibbs. 
11) A isoterma de Freundlich pode ser escrita como VA = K.P1/n, onde K e n são 
constantes, VA o volume de gás adsorvido por unidade de massa de adsorvente, medido nas 
CNTP e P a pressão de equilíbrio. Os dados da tabela abaixo correspondem à adsorção de 
metano sobre 10 g de carvão a 0oC. 
P (mmHg) 100 200 300 400 
VA (cm3/g) 97,5 144 182 214 
Mostrar que essa adsorção segue a isoterma de Freundlich e determinar os valores das 
constantes da isoterma. 
12) A tabela abaixo fornece o volume de nitrogênio, nas CNTP, adsorvido por grama de 
carvão ativo a 0oC em função da pressão de equilíbrio: 
P (mmHg) 3,93 12,98 22,94 34,01 56,23 
VA (cm3/g) 0,987 3,04 5,08 7,04 10,31 
Verificar se esses dados seguem a isoterma de Langmuir. Em caso afirmativo, determinar 
os valores das constantes de Langmuir. Se a área de uma molécula de nitrogênio vale 0,162 
nm
2
, estimar a área específica do carvão ativo. 
13) A adsorção de nitrogênio sobre um sólido finamente dividido, não poroso, apresentou 
os seguintes valores: 
Temperatura (K) p/p0 θ 
77 0,05 0,5 
90 0,2 0,5 
em que P/Po é a razão entre a pressão de equilíbrio (p) e a pressão de vapor do nitrogênio (p0) e 
θ é o grau de cobertura. Estimar o calor de adsorção isométrico. O ponto normal de ebulição do 
N2 é 77 K e seu calor latente de vaporização vale 5,64 kJ/mol. 
14) Um gás diatômico é adsorvido na superfície de um sólido na forma de átomos de 
acordo com o equilíbrio representado abaixo: 
A2(g) + 2S ↔ 2AS 
em que A2 representa uma molécula do gás na fase gasosa, S um sítio de adsorção vazio e AS o 
complexo adsorvato-adsorvente. Usando as mesmas considerações de Langmuir mostrar que o 
grau de cobertura, θ, é dado por: 
� =
(��)�/	
(��)�/	 + 1
 
em que p é a pressão de equilíbrio da fase gasosa e k uma constante. 
15) Um óleo comestível contém uma substância nociva na concentração de 0,02 g/L, que 
pode ser adsorvida em carvão ativo. A isoterma de adsorção é da forma: m = mmáxkc/(1 + kc), 
em que m é a massa, em gramas, da substância adsorvida por grama de carvão; mmáx = 0,01 g 
de adsorvato/g de carvão, k = 103 L/g e c a concentração de equilíbrio, em g/L. Qual a massa de 
carvão necessária para purificar um litro de óleo, reduzindo a concentração da substância a 
0,02x10-3 g/L? 
Resp. 102 g