PRÁTICA 2 Toxicologia Adsorventes

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PRÁTICA 2 – PODER ADSORVENTE DO CARVÃO ATIVO 
1.INTRODUÇÃO 
Adsorventes são materiais cuja superfície porosa interna é acessível para combinação seletiva 
com solutos em uma fase gasosa ou líquida. Processos de adsorção são largamente utilizados 
para remoção de substâncias tóxicas como corantes, metais potencialmente tóxicos, odores ou 
gosto no tratamento e purificação de águas, óleos, produtos farmacêuticos e efluentes de 
processos. 
Os principais adsorventes comerciais são: o carvão ativo, aluminas, argilas, resinas orgânicas e 
adsorventes siliciosos. 
É geralmente possível dividir todo fenômeno de adsorção envolvendo superfícies sólidas em 
duas classes principais: adsorção física (ex: ligações de hidrogênio, dipolo-dipolo, Dispersão de 
London ou Força de Van der Walls) e química (quimisorção – ex: ligações iônicas ou 
covalentes). 
A adsorção física ocorre por forças intermoleculares envolvendo dipolos permanentes, dipolos 
induzidos e interações quadrupolo entre adsorvente e espécie a ser adsorvida (adsorbato). 
Envolvem forças de Van der Valls ou forças de valência secundária. Quimisorção por outro 
lado, envolve uma interação química com transferência de elétrons entre adsorventes e 
adsorbato. As espécies adsorvidas são ligadas por força de valência que são as mesmas que 
ligam os átomos numa molécula. 
 
1.1.Carvão ativo 
Dentre os vários adsorventes existentes no mercado, o experimento de interesse utiliza o carvão 
ativo. Para compreender o fenômeno da adsorção é necessário conhecer as propriedades físico-
químicas do material adsorvente, no caso carvão ativo. 
As propriedades físicas do carvão ativo dependem dele estar sendo utilizado na forma de carvão 
ativo em pó (CAP), utilizado quando se tem fase líquida, ou na forma granular, utilizado para o 
adsorbato na fase gasosa. Para o CAP as propriedades mais importantes são filtrabilidade e 
densidade, enquanto na forma granular são a dureza e o tamanho das partículas. Logo, as 
propriedades do carvão ativo vão influenciar a taxa e a capacidade de adsorção sendo necessário 
levá-las em conta na escolha do carvão e na concretização do projeto dos equipamentos. 
A distribuição de tamanhos de poros e as atividades químicas superficiais dos diversos tipos de 
carvão são bastantes dependentes de sua origem (coque de petróleo, carvão vegetal, carvão 
betuminoso, lignita, entre outros). O carvão ativo pode apresentar caráter ácido ou básico, 
relacionado com a oxidação na sua superfície. Este caráter é dependente das condições de 
manufatura do carvão e da temperatura na qual se processa a oxidação. Um carvão ácido 
apresenta comportamento ácido, ou seja, adsorve quantidades apreciáveis de bases, tendo pouca 
afinidade por ácidos, enquanto que o carvão básico apresenta comportamento oposto ao carvão 
ácido. 
 
 
Figura 1: Processo de adsorção na superfície do carvão ativo. 
 
1.2.FASES DA ADSORÇÃO 
 
Figura 2: Fases da adsorção 
1.Transporte no seio da solução envolve o movimento do material (substância) a ser 
adsorvido (adsorvato) através do seio da solução líquida para a camada-limite ou filme 
fixo de líquido existente ao redor da partícula sólida do adsorvente. 
2. Transporte por difusão através da camada limite, corresponde ao transporte do 
adsorvato por difusão através da camada limite até a entrada dos poros do adsorvente 
(difusão externa). 
3. Transporte através dos poros, envolve o transporte do adsorvato através dos poros da 
partícula por uma combinação de difusão molecular através do líquido contido no 
interior dos poros e difusão ao longo da superfície do adsorvente (difusão interna). 
4. Adsorção, ligação do adsorvato em um sítio disponível do adsorvente, envolvendo 
vários mecanismos, tais como: adsorção física, adsorção química, troca iônica, 
precipitação, complexação. 
2.OBJETIVOS 
Estudar o poder adsorvente do carvão ativo muito comum no tratamento de 
intoxicações. 
3. MATERIAIS (listar os materiais utilizados) 
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
- Pesar 20g de carvão ativo num béquer. Lavar com água destilada e filtrar. Colocar na 
estufa a 120°C por uma hora. Retirar e colocar para esfriar em um dessecador sob 
vácuo. 
- Preparar 200 mL de uma solução de ácido acético 1 M e padronizar com solução de 
NaOH 1 M, usando fenolftaleína como indicador. 
- Com o restante da solução padronizada , diluir em seis balões de 100 mL 
originando, novas concentrações variando de 0,5M à 0,01M conforme descreve a 
tabela a seguir: 
Amostra 1 2 3 4 5 6 
ácido acético 
(HAC)(mL) 
 
Água destilada(mL) 
 
 
Concentração 
obtida(M ou mol/L) 
0,5 0,25 0,1 0,05 0,02 0,01 
 
-Transferir para erlenmeyers as soluções preparadas e adicionar rapidamente 2 g de 
carvão ativo e começar a anotar o tempo. Deixar a mistura sob agitação por 30 
minutos e então filtrar. Retirar 10 mL da amostra 1 e titular com hidróxido de sódio 1 
M, utilizando como indicador a fenolftaleína. O mesmo deve ser feito com as amostras 
2, 3, 4 ,5 e 6 utilizando as seguintes alíquotas para titulação; 
Amostra 1 2 3 4 5 6 
alíquota para titulação(mL) 10 10 25 25 50 50 
Volume NaOH 1M utilizado 
na nova titulação 
 
-Analisar o resultado. 
5. RELATÓRIO 
Elaborar o relatório – normas ABNT 
-INTRODUÇÃO (BUSCAR DADOS BIBLIOGRÁFICOS SOBRE A ADSORÇÃO DO CARVÃO 
ATIVO) 
-OBJETIVOS 
-MATERIAIS E MÉTODOS 
-RESULTADOS E DISCUSSÕES 
-CONCLUSÃO 
-REFERÊNCIA 
 
6. ATIVIDADES 
A) Qual a diferença entre adsorção e absorção? 
B)Explique como ocorre (as fases) o processo de adsorção em um material poroso? 
C)Qual a diferença entre um material microporoso, mesoporoso e macroporoso? 
D)Qual a importância dos agentes adsorventes para a Toxicologia? 
E) Qual a diferença entre fisissorção e quimissorção? Como ocorrem? 
 
REFERÊNCIA 
 
SOUZA, LARISSA; COSTA LUCIANO. Adsorção. UFPE. 
ADSORÇÃO EM CARVÃO ATIVO. Disponível em: 
http://www.feq.unicamp.br/~mak/Roteiros/carvao.htm.