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INSTITUTO DE QUÍMICA – UFG Físico-Química Experimental 1 Manual de laboratório Adsorçã o Objetivos Estudar a adsorção do ácido acético em carvão por meio da isoterma de Freundlich. Introdução Sólidos e líquidos geralmente concentram, em suas superfícies, gases ou substâncias em solução, e esse fenômeno e denominado adsorção. A relação entre a quantidade de substância adsorvida por um adsorvente e a pressão do gás, ou a concentração da solução no equilíbrio, em uma dada temperatura é denominada de isoterma de adsorção. As isotermas que apresentam forma assintótica podem ser descritas por diferentes equações, sendo que uma delas é a de Freundlich, cuja relação matemática é 𝑥 𝑚 = 𝑘𝑐1/𝑛 onde 𝑥/𝑚 é a massa da substância adsorvida por unidade de massa do adsorvente; 𝑐 é a concentração, no equilíbrio, dessa substância na solução; 𝑘 e 𝑛 são constantes características do adsorvente e do soluto em uma dada temperatura. Tomando o logaritmo dessa equação tem-se ln 𝑥 𝑚 = ln 𝑘 + 1 𝑛 ln 𝑐 e as constantes 𝑘 e 𝑛 podem ser calculadas através do gráfico ln 𝑥 𝑚 versus ln 𝑐. Nesta experiência será estudada a adsorção de ácido acético em soluções aquosas pelo carvão ativado. Para isso, massas definidas de carvão ativado são colocadas em contato com uma série de soluções de várias concentrações de ácido acético. Depois de estabelecido o equilíbrio, as soluções são filtradas e os líquidos obtidos são analisados para se determinar o grau de adsorção. A quantidade adsorvida em cada caso é calculada à partir das quantidades do soluto nas soluções inicial e final. Materiais utilizados Erlenmeyers de 125 mL, rolhas, buretas, pipetas, funis, béqueres, papel de filtro, carvão ativado, acido acético 0,4 molL-1, hidróxido de sódio 0,05 molL-1 e 0,1 molL-1 e fenolftaleina. Procedimento experimental INSTITUTO DE QUÍMICA – UFG Físico-Química Experimental 2 Manual de laboratório 1) Colocar, com auxilio de buretas, em seis erlenmeyers numerados e contendo cada um cerca de 5 g de carvão ativado e pulverizado, os seguintes volumes de ácido acético e água: Erlenmeyer Ácido acético (mL) Água (mL) 1 50,0 0,0 2 35,0 15,0 3 25,0 25,0 4 15,0 35,0 5 10,0 40,0 6 8,0 42,0 2) Arrolhar os frascos e agitar cada mistura durante 5 a 8 minutos, tendo o cuidado de mantê-los à temperatura ambiente, evitando aquecê-los com as mãos. 3) Filtrar as soluções para os erlenmeyers numerados. 4) Tomar 10 mL do filtrado do frasco número 1 e titular com NaOH 0,1 molL-1, usando fenolftaleina como indicador. 5) Repetir o ítem 4) para o erlenmeyer 2; 6) Para os erlenmeyers 3 e 4 usar 15 mL do filtrado; 7) Para os erlenmeyers 5 e 6 usar 15 mL do filtrado e realizar a titulação com NaOH 0,05 molL-1. Resultados a apresentar (planilha adsorcao.ods) 1. Calcular as concentrações, em gL-1, do ácido acético nas soluções do item 1) que foram adicionadas sobre o carvão (concentrações iniciais); 2. Calcular as concentrações, em gL-1, do ácido acético nas soluções resultantes da filtração, após o equilíbrio, obtidas pelas titulações (finais); 3. Calcular a massa de ácido acético adsorvido, 𝑥, em 5 g de carvão (𝑚) e, portanto, a razão 𝑥/𝑚; 4. Construir os gráficos a. 𝑥/𝑚 versus 𝑐 (curva de adsorção); b. ln 𝑥 𝑚⁄ versus ln 𝑐; 5. Determinar as constantes 𝑘 e 𝑛; 6. Incluir a reação química envolvida na titulação; 7. Explicar a curva de adsorção.
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