Proposta - AULA EXPERIMENTAL: ADSORÇÃO DE CORANTES

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALFENAS
Operações Unitárias II
AULA EXPERIMENTAL: ADSORÇÃO DE CORANTES
Guilherme Henrique Lima
2021
INTRODUÇÃO
O processo de adsorção consiste na retenção de substâncias gasosas, líquidas ou dissolvidas na superfície do adsorvente. Esse fenômeno envolve dois tipos de interações: adsorção física (fisissorção) e adsorção química (quimiossorção). Essas interações dizem respeito à natureza e intensidade das interações que ocorrem entre o adsorvente e o adsorvato. De modo que na quimiossorção, a união ocorre por meio de ligações químicas – geralmente covalentes -, que tendem a um número de coordenação máximo com o substrato e apresenta valor típico de entalpia na faixa de 200 kJ mol-1. Já na adsorção física, a interação ocorre por forças intermoleculares do tipo Van der Waals e apresenta valor típico de entalpia na ordem de 20 kJ mol-1. 
	
Figura 1 – Esquema de adsorção em carvão.
 Fonte: Mimura, A. M. S., Sales J. R. C., Pinheiro P. C.
O que difere o tipo de carvão, principalmente, são a forma de obtenção, porosidade e área superficial, sendo os mais comuns o carvão mineral, vegetal e ativado. No caso do carvão ativado, as propriedades adsortivas estão relacionadas com a distribuição e volume de poros, de forma que o material usado na produção do carvão e a forma de ativação produzem estrutura interna e distribuição de tamanho de poros distintas. Os grãos de carvão ativado apresentam diferentes tipos de poros classificados pelo diâmetro: microporo primário (< 1,2 nm), microporo secundário (entre 1,2 e 2 nm), mesoporo (entre 2 e 50 nm) e macroporo (> 50 nm). A distribuição e o volume de poros são as propriedades mais importantes, já que a máxima adsorção é proporcional ao tamanho da área superficial dentro dos poros.
	
Figura 2 – Comparação sobre aspectos dos poros entre carvão comum e ativado.
 Fonte: Portal Macaúba.
MATERIAIS E METODOLOGIA
Materiais
- 1 Frasco para preparar 500 mL de um suco artificial;
- 4 béqueres de 250 mL;
- 2 folhas de papel de filtro;
- 2 funis;
- 2 colheres de chá;
- 1 pacote de suco artificial (uva ou morango);
- 1 almofariz com pistilo;
- Carvão vegetal;
- Carvão ativado;
- Luvas.
Metodologia
. Preparar cerca de 500 mL do suco artificial escolhido de acordo com o rótulo;
. Com as luvas já vestidas, macerar cerca de 2 colheres de cada tipo de carvão até obter granulação parecida para ambos;
. Em um dos copos, colocar 1 colher de chá cheia do carvão vegetal;
. No outro copo, colocar a mesma quantidade de carvão ativado;
. Adicionar cerca de 100 mL do suco preparado em cada copo, agitar e deixar em repouso por 5 minutos;
. Filtrar as duas soluções simultaneamente em béqueres diferente para separar o carvão;
. Comparar a intensidade da cor das soluções filtradas com a do suco original.
RESULTADOS ESPERADOS
Comparando a intensidade das cores das soluções filtradas, espera-se que a submetida ao carvão ativado seja mais clara e a submetida ao carvão vegetal seja mais intensa. Algo semelhante aos recipientes da Figura 3, na qual o de número 2 remete a adsorção de corantes no carvão vegetal e o de número 3 em carvão ativado.
Agora, comparando as soluções filtradas com a solução original, espera-se que as filtradas sejam mais claras que o suco artificial original. Algo em torno da Figura 3, onde o recipiente número 1 refere-se ao suco original, os demais já foram mencionados.
	
Figura 3 – Comparação entre intensidade de cor nos três recipientes.
 Fonte: Do autor.
CONCLUSÃO
Com isso, quanto mais clara é a solução, menos moléculas de corantes estão presentes no meio e mais delas foram adsorvidas. Dessa forma, o carvão mais eficiente é aquele que resulta em uma solução mais clara, portanto, adsorve mais moléculas de corantes. Levando em conta a Figura 3, observa-se que o carvão ativado gerou uma solução mais clara (frasco 3) que a do carvão vegetal (frasco 2). Finalmente, conclui-se que o carvão ativado é mais eficiente na operação de adsorção do que o carvão vegetal. Portanto, espera-se que o carvão ativado apresente em relação aos poros, melhor distribuição, maior volume e maior área superficial quando comparado com os poros do carvão vegetal. Ademais, o carvão vegetal funciona, mas com menos eficiência.
REFERÊNCIAS
- Mimura, A. M. S., Sales J. R. C., Pinheiro P. C. Atividades Experimentais Simples Envolvendo Adsorção sobre Carvão. Química Nova na Escola, v. 32, n. 1, p. 53-56. 2010.
- Müller C. C., Raya-Rodriguez M. T., Cybis L. F. Adsorção em carvão ativado em pó para remoção de microcistina de água de abastecimento público. Scielo. Eng Sanit Ambient. v. 14, n.1 p. 29-38. 2009.
- Qual a diferença de carvão ativado e carvão vegetal? Portal Macaúba, 2020. Disponível em: http://www.portalmacauba.com.br/2020/01/qual-diferenca-de-carvao-vegetal-e.html#. Último acesso em: 31 de mar. de 2021.