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Físico-Química Experimental Professora: Lizandra Maria Zimmermann Experimento 9: Alunos: Paulo Vitor Pinsegher Robson Zandonadi Data: 06/05/2015 Temperatura: 23°C Pressão: 754 mmHg Objetivos: Observar o poder adsorvente do carvão ativo; construir a isoterma de Freundlich; determinar as constantes K e n. Resultados e discussão: Neste experimento estudamos a isoterma de adsorção do ácido acético pelo carvão ativo. Quando uma solução de ácido acético está em equilíbrio termodinâmico com uma massa de m de carvão ativado, observa-se que a mesma obedece a isoterma de Freundlich: onde: x é a massa de ácido acético adsorvida pelo carvão; C a concentração da solução em equilíbrio (gL-1); m a massa de material adsorvente; n é uma constante maior que a unidade e característica do sistema, que está relacionada com a finalidade do sistema pela adsorção; k é uma outra constante que está relacionada à capacidade de adsorção. Neste experimento o volume V de uma solução de concentração conhecida C0 de ácido acético é colocado em contato com uma massa m de carvão ativo. Depois que o sistema entrar em equilíbrio, determina-se, por titulação, a concentração c da solução final, então temos: e portanto: Daí conclui-se que: Que mostra ser um gráfico linear de log (C0 – C) versus log C. Do gráfico podemos obter a valor da constante n, através do coeficiente angular da reta. Para início dos procedimentos partimos de uma solução de ácido acético de 1,0 mol L-1 e com auxílio de 5 balões volumétricos, preparamos 5 soluções de 100 mL com 0,5; 0,3; 0,2; 0,1 e 0,05 mol L-1. Para saber a quantidade de ácido necessário para fazer cada solução utilizamos a seguinte fórmula: Logo obtemos os seguintes resultados: Balão Concentração (mol L-1) V ácido acético (mL) V H2O (mL) 1 0,5 50 50 2 0,3 30 70 3 0,2 20 80 4 0,1 10 90 5 0,05 5 95 Tabela 1: Volume de ácido para preparo das soluções. Em seguida, numeramos 5 erlenmeyers de 1 a 5, adicionando 1,5g de carvão ativado em cada um. Em seguida, pipetamos 50 mL da solução de 0,5 mol L-1 de ácido acético e transferimos para o erlenmeyer 1, repetimos o mesmo procedimento para os demais erlenmeyers. Após a pipetarmos todos as soluções, deixamos o carvão em contato com o ácido por 30 minutos, agitando ocasionalmente a solução. Enquanto aguardávamos, fizemos titulações com cada uma das soluções listadas na tabela acima. Para isso, pipetamos 10 mL de cada uma das soluções, colocando em erlenmeyers numerados de 6 a 10, fizemos a titulação com Hidróxido de Sódio 0,1 mol L-1 e utilizando fenolftaleína como indicador. O volume gasto de NaOH na titulação será o valor de V0. Após os 30 minutos, iniciamos a filtragem da solução que ficou em contato com o carvão, a filtragem utilizada foi uma filtragem simples, utilizando um funil e papel filtro. Não era necessário recuperar o volume total adicionado. Após isso, preparamos mais 10 mL de cada solução filtrada, para novamente fazer titulação, utilizando o mesmo hidróxido de sódio e os mesmos erlenmeyers. O volume gasto de NaOH nessa titulação é o valor de V. A tabela abaixo, mostra os valores obtidos nas titulações para cada concentração: Concentração (mol L-1) V0 (mL) V (mL) V0 – V (mL) log (V0 – V) log V 0,5 5,7 4,5 1,2 0,0791812 0,653212 0,3 3,8 2,7 1,1 0,041392 0,431363 0,2 2,3 1,7 0,6 -0,221848 0,230448 0,1 1,3 0,9 0,4 -0,397940 -0,045757 0,05 0,6 0,3 0,3 -0,522878 -0,522878 Tabela 2: Valores obtidos na titulação. Com os valores dispostos na tabela 2 podemos fazer o gráfico de log (V0 – V) x log V, para podermos achar o valor da constante n, e então utilizar a formula citada no início deste para calcular o valor de K. Gráfico 1: log (V0 – V) x log V. Através do coeficiente angular da reta temos que , logo, temos que , e também sabemos que o coeficiente linear é o valor de A que é proporcional a k, então temos que k= 0,2876. Conclusão: Na conclusão colocar: pq utilizar a isoterma de freundlich? Modelo de adsorção de multi camadas
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