RELATORIO DE ADSORCAO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS – UFAM 
 
Instituto de Ciências Exatas – ICE 
 
Departamento de Química – DQ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ADSORÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
MANAUS – AM 
 
17 DE AGOSTODE 2016 
ADSORÇÃO 
 
RESUMO 
 
 
INTRODUÇÃO 
É possível perceber que as substâncias em estado sólido e líquido 
possuem a capacidade de interação entre elas. Isso acontece, pois nesses 
estados físicos, as moléculas acabam ficando mais próximas umas das outras 
e consequentemente com a densidade mais elevada. Já as substâncias que se 
encontram em estado gasoso, as interações acontecem, porém com uma 
menor frequência, pois existe certa distância entre uma molécula e outra.[1] 
Entre as diversas formas de interação que podem ocorrer entre as 
moléculas, existe a adsorção. Neste, um fluído, que é chamado de adsorvido, 
se adere a uma superfície de uma substância, que é chamada de adsorvente. 
O grau de adsorção depende da temperatura, da pressão e da área da 
superfície. E essa interação que acontece entre adsorvido e adsorvente pode 
acontecer através das forças de naturezas físicas ou químicas. [1] 
A adsorção que acontece por meio de forças físicas é denominada 
fisissorção. Neste caso, as moléculas ou átomos se aderem à superfície do 
adsorvente, de uma forma geral, por meio das forças de Van der Waals – 
ligações intermoleculares de longo espectro, mas que são muito fracas 
incapazes de formar ligações químicas. A adsorção física é um processo 
reversível e, apesar de uma molécula fisicamente adsorvida reter sua 
identidade, pode ser deformada pela presença dos campos de força da 
superfície. [2] 
A adsorção química também pode ser chamada de quimissorção, e é 
específica, empregada na separação de misturas. Nesse caso, as moléculas 
ou átomos aderem à superfície do adsorvente por meio de ligações químicas 
que, normalmente, são covalentes – o tipo da ligação depende das substâncias 
que participam do sistema-, tendendo a acomodar-se em locais que propiciem 
o maior número possível de coordenação com o substrato. O processo é 
exotérmico e irreversível, uma vez que há a formação de ligações químicas [2]. 
Devido à sua composição química a área superficial, o carvão 
apresentauma propriedade importante chamada adsorção, que consiste na 
retenção de substâncias líquidas, gasosasou dissolvidas em sua superfície. 
Ofenômeno difere da absorção, poisocorre somente na superfície do material. 
O carvão é um material formadopor cadeias de carbono em cujasextremidades 
podem existir várioselementos, sendo mais comuns ooxigênio e o hidrogênio, 
constituindogrupos funcionais carbonila, carboxila,hidroxila e enóis. Existem 
váriostipos de carvão, sendo as principaisdiferenças decorrentes da forma 
deobtenção, da porosidade e da áreasuperficial. [3] 
OBJETIVO 
O objetivo desse experimento consiste em estudar a adsorção de 
diferentes concentrações do ácido acético pelo carvão ativado e determinar as 
constantes de adsorção da isoterma de Freundlich. 
 
PARTE EXPERIMENTAL 
 
MATERIAIS E REAGENTES 
o Funil tamanho médio 
o Béquer 
o Rolo de filme de PVC 
o Bureta 
o 12 Erlenmeyers 
o Balança analítica 
o Carvão ativado 
o Fenolftaleína 
o 250 mL de solução de ácido acético a 0,4 mol.L-1 
o 500 mL de NaOH a 0,05 mol.L-1 
 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
a) Preparação das soluções 
Foram preparadas 6 soluções em 6 erlenmeyers com 5 gramas de 
carvão ativado e pulverizado, água e diferentes concentrações de ácido 
acético. Em seguida os erlenmeyers foram vedados e agitados constantemente 
por 5 minutos. Após esse processo as soluções foram filtradas para a seguinte 
etapa que consiste na titulação. 
 
b) Titulação das soluções filtradas 
Foram transferidas 10 mL de alíquotas de cada uma das soluções para 
titulação com o NaOH, usando como indicador a fenolftaleína. 
 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Nesse experimento foram utilizados os seguintes volumes de ácido 
acético e água, conforme Tabela 1. 
 
Tabela 1. Volumes iniciais de água e da solução de ácido acético a serem 
adicionados a cada 5g de carvão ativo. 
Erlenmeyer V(HAc)/mL V(H2O)/mL 
1 50,0 - 
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 
 
A partir dos valores do volume de HAc, foram calculadas as 
concentrações iniciais (Cinicial), em g/L, do ácido acético (massa molar = 60 g 
mol-1; Concentração molar = 0,4 mol L-1) nas soluções contidas nos 
erlenmeyers, conforme a tabela 2: 
 
 
 
 
Tabela 2: Valores de Massa de HAc (g); Volume de HAc (L); e 
Concentração inicial (g/L) para cada erlenmeyer 
Erlenmeyer Massa de HAc 
(g) 
Volume de HAc (L) Concentração 
inicial (g/L) 
1 1,20 0,050 24 
2 0,84 0,035 24 
3 0,60 0,025 24 
4 0,36 0,015 24 
5 0,24 0,010 24 
6 0,192 0,008 24 
 
O cálculo da quantidade de ácido acético adsorvido foi realizado através 
da estequiometria da reação do ácido acético com o hidróxido de sódio. 
CH3COOH + NaOH→ CH3COONa + H2O 
 Portanto, pela estequiometria da reação pode-se concluir que 1 mol de 
ácido acético reagirá com 1 mol de NaOH. 
Após filtração e titulação com a base, depois de atingido o equilíbrio, 
foram obtido o volume consumo de NaOH (ml), a partir desses valores foi 
possível calcular as concentrações finais(Cfinal), em g/mL, do ácido acético, 
conforme tabela 3: 
 
Tabela 3:Valores para o calculo da concentração final de HAc (g/L) 
Alíquota de HAc 
(L) 
Consumo de 
NaOH (ml) 
Massa de HAc 
(g) 
Concentração final 
de HAc (g/L) 
0,010 0,0464 0,1392 13,9200 
0,010 0,0277 0,0831 8,3100 
0,015 0,0243 0,0729 4,8600 
0,015 0,0110 0,032944 2,1996 
0,015 0,0430 0,01287 0,8580 
0,015 0,0300 0,009 0,6000 
 
A partir destes dados, foi possível calcular a quantidade, x, de ácido 
acético adsorvido de 50,0 mL de cada solução em contato com 
aproximadamente 5 g de carvão (m) e, portanto, a razão (x/m). Podemos 
calcular a quantidade de ácido acético (x) adsorvido pelo carvão ativado 
segundo a equação a abaixo: 
x = CNaOH – ( CC2H4O2 x VNaOH) / 1000 
Onde: 
x é a quantidade de ácido acético adsorvido em mol; 
CC2H4O2 é a concentração do ácido acético em mol/L; 
VNaOHé o volume médio consumido de NaOH nas titulações em mL. 
 
Tabela 4. Valores calculados para a construção da isoterma. 
Erlenmeyer 
 
CHAc (gL-1) 
 
X(g) 
 
x/m 
 
ln(x/m) 
 
lnCfinal 
 
Inicial Final 
1 24 13,9200 0,0392352 7,847x10-
03 
-
4,84762396 
6,63332665
5 
2 24 8,3100 0,0461635
5 
9,232x10-
03 
-
4,68507956
9 
2,11745909 
3 24 4,8600 0,0480317 9,606x10-
03 
-
4,64536737
6 
1,58103843
8 
4 24 2,1996 0,0495974 9,919x10-
03 
-
4,61330316
9 
0,78827552
5 
5 24 0,8580 0,0499381 9,987x10-
03 
-
4,60647103
2 
-
0,15315117
9 
6 24 0,6000 0,04997 9,994x10-
03 
-
4,60577036
6 
-
0,51082562
3 
 
Com os valores de x/m e as concentrações de equilíbrio, C, construiu-se 
os gráficos, x/m versus C, e ln(x/m) versus lnC. Como mostra a figuras figuras 
1 e 2: 
 
 
 
Figura 1: Gráfico x/m versus Cfinal; 
 
 
Figura 2: Gráfico ln(x/m) versus lnCfinal; 
 
 
 A fim de encontrar as isotermas e para o cálculo da constante da 
equação, obteve-se a equação da melhor reta que passa pelos pontos 
experimentais do gráfico empregando se o Método de AjusteLinear por 
Mínimos Quadrados. A aplicação desse método para uma reta genérica com 
equação y = a + b.x, consiste em obterem-se os parâmetros a e b, através das 
equações: 
 
 
 
Sendo assim, o ajuste linear dos dados experimentais foi obtido 
diretamente através do MS-Excel, onde foi analisado o valor do coeficiente de 
correlação R2, onde o valor que mais se aproximou de 1 é a isoterma no qual o 
sistema segue, como pode ser visto na figura 1. Construíram-se, então as 
isotermas através da Tabela 4. 
 
 Através dos ajustes lineares, podem-se calcular os valores das 
constantes da Isoterma de Freundlich: 
 
Log (x/m) = log (k) + (1/n) x log (c) 
Log (x/m) = - 126,12-27,396x log (c) 
1/n = -27,396 
n = -7,8495x10-3 (intensidade do processo de adsorção) 
log k = - 126,12 
k = e - 126,12 
k =,685x10-55 (capacidade de adsorção) 
 
 No modelo de Freundlich, representado pela equação 1, K é a constante 
de Freundlich, que representa a capacidade de adsorção em mg.g-1 e n é uma 
constante que descreve a intensidade de adsorção (adimensional), 
adsorvente/adsorvato, sendo favorável para valores de n na faixa de 1 a 101-6. 
 Utilizando o coeficiente angular obtido por meio da isoterma, podem-se 
calcular os valores das constantes, de modo que para um dado ponto (poderia 
ser para qualquer ponto da curva obtida, mas esse especificamente está 
exatamente contido na reta traçada). 
 Esses dois parâmetros obtidos são importantes para determinar a 
capacidade de adsorção de diferentes adsorventes. Como n > 1, existe uma 
interação entre o adsorvente e o adsorvato, isto é, o carvão ativado adsorve o 
ácido acético, em proporções significativas. 
 Os valores de K e n são importantes para a aplicação na área da 
química e da engenharia, quando se pensa na construção de colunas de 
adsorção para remoção de íons, por exemplo, de ambientes aquoso e em 
estudos do comportamento de catalisadores. 
 Os fatores que mais influenciam o processo de adsorção são: as 
condições do meio reacional, tais como pH, temperatura, tempo de contato; a 
natureza do adsorvente, os grupos funcionais presentes na superfície do 
adsorvente, características iônicas do adsorvato, dentre outras. 
 
 
QUESTÕES 
 
o Conforme seu conhecimento de química, qual a possível aplicação 
do fenômeno da adsorção?Devido o fenômeno de a adsorção ser um 
processo de retenção de líquidos, sólidos e gases à superfície de um 
sólido específico, uma possível aplicação para esse fenômeno seria 
como purificadores de água de uso doméstico, que utilizaria o carvão 
ativado para remover, por meio da adsorção, impurezas contidas na 
água. 
o Quanto de ácido acético foi adsorvido pelo carvão? O estado de 
agregação influência na adsorção?A quantidade de ácido acético 
adsorvido pelo carvão ativado foi de .......Desta forma, estudos abordam 
que a adsorção está intimamente ligada ao estado de agregação, 
tantodo adsorvente (o carvão) quanto do fluido em contato com o 
adsorvente (o adsorvido).Portanto, se o adsorvente possuir uma grande 
área superficial, maior será a sua capacidade de adsorção, isso está 
relacionado com a presença de poros no sólido, facilitando o processo 
de adsorção. Pois, tamanho dos poros e sua distribuição é 
umapropriedade importante para caracterizar o poder de adsorção do 
adsorvente. 
o O aumento da temperatura da solução aumentaria ou diminuiria a 
adsorção? Explique. A quantidade de substância adsorvida na 
superfície do sólido decrescecom o aumento da temperatura, já que, em 
geral os processosde adsorção são exotérmicos.A uma temperatura 
constante a quantidade adsorvidaaumenta com a concentração do 
adsorvido (em solução ou na fase gasosa). Dessa forma, a relação entre 
a quantidade adsorvida (x) e a concentração (c) é conhecida como a 
isoterma de adsorção. 
 
CONCLUSÃO 
 
Neste experimento foi feito estudo do processo de adsorção por meio de 
isotermas de adsorção, mais especificamente, utilizando as isotermas de 
Freundlich, foi eficaz para analisar a capacidade de adsorção do acético pelo 
carvão ativado. 
Analisando os parâmetros obtidos nas isotermas, tais como a constante 
de Freundlich, K, e a constante n, analisou-se a capacidade e a intensidade de 
absorção da superfície do carvão ativado, de modo que os valores encontrados 
para as respectivas constantes (685x10-55 e -7,8495x10-3) revelam a ocorrência 
da adsorção de adsorção física, e validando assim, o uso da isoterma de 
Freundlich nesse trabalho. 
Os processos de adsorção têm demonstrado ser um método econômico 
e eficaz utilizado nos diversos seguimentos industriais, laboratoriais e 
acadêmicos, para as diversas finalidades apontadas neste trabalho. Muitas 
pesquisas envolvendo novas descobertas de potenciais materiais adsorventes 
como na criação de eletrodos para trabalhos de caracterização de materiais 
com técnicas eletroanaliticas, onde são responsáveis pela adsorção dos 
substratos. Materiais com capacidade adsortiva vem sendo bastante estudados 
pois apresentam as mais diversas aplicações. 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
[1]http://www.estudofacil.com.br/adsorcao-definicao-fisissorcao-
quimissorcao-e-exemplos/ 
[2] http://www.estudopratico.com.br/adsorcao-fisica-e-quimica/ 
[3] MIMURA, A.M.S., SALES, J.R.C., PINHEIRO, P.C. Atividades 
Experimentais Simples Envolvendo Adsorção Sobre Carvão. Experimentação 
no ensino de química. Química Nova na Escola. Vol. 32, N° 1, Fevereiro de 
2010.