Seminário ADSORÇÃO - FisicoQuimica

Prévia do material em texto

Determinação da Adsorção de Ácido Acético pelo Carvão em pó
Daniel de Lima Silva
Gabriela Fernandes Barreto
Isadora Chagas da Fonseca
1
Universidade FEDERAL DE OURO PRETO
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
FÍSICO - QUÍMICA
Introdução
Adsorver está relacionado à adesão. Fixação de moléculas de um fluído em uma superfície sólida. 
É um fenômeno de superfície, no qual quanto maior a área de superfície do adsorvato, maior a capacidade de adsorver.
Adsorção é diferente de absorção.
2
 Classificações dos componentes:
Adsorvatos: É a substância adsorvida.
Adsorventes: É a substância sólida, material sobre o qual ocorre a adsorção.
 Processo Espontâneo (ΔG < 0);
 Variação da entropia menor que zero (ΔS < 0); 
ΔG = ΔH – T (ΔS)
 A variação da entalpia (ΔH) será negativa: Processo exotérmico
3
A adsorção pode ser:
 Física (fisissorção): 
Forças de van der Waals ou forças eletrostáticas;
Substância mantém a sua natureza química;
Processo reversível;
Pode formar camadas moleculares sobrepostas.
 Química (quimissorção): 
Consiste em uma reação química;
A substância pode ser transformada em outra;
Processo irreversível;
Forma uma única camada.
4
Modelo de Freundlich
 Isoterma de adsorção. 
 Para a explicação desse fenômeno pode-se usar a isoterma de adsorção proposta por Freundlich
 Sendo :
x = massa da substância adsorvida, em g. 
m = massa do adsorvente, em g
K = Constante de Freundlich (mg.g-1)
c = concentração (g/L) da solução do adsorvente no equilíbrio
n = parâmetro empírico
5
 Representação linear da equação de Freundlich:
 O gráfico ln (x/m) versus ln C é uma reta, e a partir dos coeficientes angular e linear pode-se calcular as constantes k e n.
A constante K indica a capacidade de adsorção e n indica o efeito da concentração (intensidade da adsorção).
 A quantidade adsorvida é calculada a partir das quantidades do soluto nas soluções inicial e no filtrado (equilíbrio).
6
Objetivo
 Estudar a adsorção do ácido acético sobre o carvão em pó, variando a concentração do ácido na solução aquosa;
 E determinar as constantes k e n da isoterma de Freundlich.
7
Metodologia
Materiais:
8
Bureta 25mL
Suportes universais
Funil de vidro
Erlenmeyers125mL
Erlenmeyers250mL
Pipeta volumétrica 10mL
Papel de filtro
Mesa agitadora
Carvão ativado em pó
Solução de fenolftaleína
Solução padronizada 0,10 mol/L deNaOH
Solução 0,40 mol/L de ácido acético(MM=60,0 g/mol)
Água destilada
Procedimento:
9
10
Frascos
1
2
3
4
5
6
Vácido/mL
3,0
6,0
10,0
20,0
25,0
50,0
Vágua/ mL
47,0
44,0
40,0
30,0
25,0
0,0
Ci/ g.L-1
1,44
2,88
4,80
9,60
12,00
24,00
 
TABELA 1: Volumes da solução de ácido acético (0,40 mol.L-1) e de água.
Apresentação e Discussão dos Resultados
Frasco
1
2
3
4
5
6
1°
1,2
2,0
3,5
8,3
11,6
27,2
2°
1,3
2,1
3,4
8,4
11,9
28,5
3°
1,2
2,0
3,4
8,6
11,7
28,4
Vmédio
1,23
2,03
3,43
8,43
11,73
28,03
Ceq/ mol.L-1
0,0123
0,0203
0,0343
0,0843
0,1173
0,2803
Ceq/ g.L-1
0,74
1,22
2,06
5,06
7,04
16,82
11
TABELA 2: Volume de solução 0,10 mol.L-1 de NaOH gasto nas titulações e concentração de ácido acético após ter atingido o equilíbrio da adsorção (filtrado).
Frasco
mi(g)
me(g)
x (g)
x/m
ln(x/m)
Ceq(g.L-1)
lnCeq
1
0,072
0,037
0,035
0,007
-4,962
0,74
-0,301
2
0,144
0,061
0,083
0,0166
-4,098
1,22
0,199
3
0,240
0,103
0,137
0,0274
-3,597
2,06
0,723
4
0,480
0,253
0,227
0,0454
-3,092
5,06
1,621
5
0,600
0,352
0,248
0,0496
-3,004
7,04
1,952
6
1,200
0,841
0,359
0,0718
-2,634
16,82
2,823
12
TABELA 3: Valores de concentração e massa de ácido acético.
GRÁFICO 1: Isoterma de adsorção em função da medida de adsorção (x/m) e da concentração de ácido acético no equilíbrio.
13
GRÁFICO 2: Relação linear da isoterma de adsorção em função do lnC e de ln (x/m).
14
 
Equação da reta y = 0,6972x – 4,3798.
Sendo ln K igual ao coeficiente linear e 1/n igual ao coeficiente angular da equação da reta.
15
 Valores de n entre 1 < n < 10 indica uma adsorção favorável
16
Calculo da constante n:
1 = 0,6972
n
n = 1 / 0,6972
n = 1,4343
Calculo da constante K:
lnK= - 4,3798
K = e-4,3798
K = 0,01253 mg.g-1
 
Conclusão
 Foi concluído que adsorção no experimento foi favorável com n = 1,4343. 
 Com base nos valores experimentais e no gráfico verificou-se que a adsorção do carvão ativado cresce com o aumento da concentração de ácido acético.
 A adsorção que ocorre entre o ácido acético e o carvão ativado é adsorção física (fisissorção), no qual os dois não reagem entre si e não há alteração nas propriedades do adsorvato e do adsorvente. 
17
Referências Bibliográficas
Apostila prática de Físico-Química experimental (QUI196); Departamento de química; Instituto de Ciências Exatas e Biológicas; Universidade Federal de Ouro Preto; 2018.
ADSORÇÃO DE SOLUÇÃO. Universidade Federal de São Paulo - SP. Disponível em: < http://www2.iq.usp.br/docente/hvlinner/adsorcao.pdf >. Acesso em 13 de nov. de 2019.
 
Adsorção. Puc Rio Disponível em: < https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/14605/14605_5.PDF >. Acesso em 19 de nov. de 2019.
18