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5ª Aula Prática de Físico Química Experimental
Título da Prática: Adsorção
Curso de Licenciatura em Química
Discentes: @bolzan.studies
Data de realização da prática: 20/09/2018.
Duque de Caxias – RJ
Outubro de 2018
1. RESUMO
O carvão ativado vem sendo utilizado amplamente em diferentes funções, porém a sua principal função é no tratamento de água e efluentes devido ao seu alto poder de absorção. Nesta aula experimental buscou-se observar a adsorção de ácido acético sobre o carvão ativado.
2. INTRODUÇÃO
O carvão ativado pode ser definido como uma forma de carbono puro com alta porosidade e que apresenta propriedades significativas em relação a sua área superficial. A produção de carvão ativado é proveniente da desidratação de matérias-primas e carbonização, seguido pela ativação deste material. É amplamente utilizado para adsorção de contaminantes orgânicos hidrofóbicos e também para o tratamento de água e efluentes (WERLANG, 2013).
Atualmente, o carvão vem sendo utilizado também como uma alternativa contra a inalação de substâncias tóxicas. Devido às suas propriedades de adsorção ele consegue adsorver o material tóxico até que ele possa ser retirado do organismo.
O processo de adsorção é uma propriedade físico-química que está relacionada com a adesão de um composto líquido na superfície de uma substância sólida. Com esta proximidade aumenta a probabilidade que ambos os compostos possam interagir entre si. Nesse sentido há dois tipos de adsorção: física e química. Neste relatório o enfoque será para adsorção química ou quimissorção que acontece quando há uma interação química entre moléculas, e tais tipos de ligação podem sem covalentes ou iônicas (GUELFI,2007).
Estuda-se a adsorção levando em conta a quantidade de adsorvato (concentração ou pressão) e a quantidade de sítios ativos a uma temperatura fixa (isoterma). Existem várias isotermas, porém serão abordadas neste experimento as de Langmuir e Freundlich. Langmuir leva em consideração a formação de monocamadas enquanto Freundlich leva em conta as interações substrato-substrato da superfície.
Figura 1: Representação esquemática da adsorção por monocamada e multicamada.
 
Fonte: https://slideplayer.com.br/slide/5603468/
3. OBJETIVO
Estudar a adsorção do ácido acético sobre o carvão vegetal, traçar as isotermas de Freundlich e Langmuir e determinar o valor das constantes de adsorção.
4. MATERIAIS E REAGENTES
· Balão volumétrico;
· Bureta;
· Suporte Universal;
· Erlenmeyer;
· Funil;
· Papel filtro;
· Pipeta;
· Solução de ácido acético 0,1M;
· Solução de hidróxido de sódio 0,1M;
· Carvão ativo.
5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Inicialmente, foram preparadas soluções de ácido acético 1M e hidróxido de sódio 1M. A partir da solução de ácido acético 1M foram diluídas para balões volumétricos de 100 mL, originando as concentrações de 0,2M; 0,16M; 0,12M; 0,08M; 0,06M; 0,04M. 
Em seguida cerca de 1g de carvão ativado foi pesado em cada um dos 6 erlenmeyers, e logo após, transferiu-se as soluções de ácido acético nas respectivas concentrações citadas acima. Agitou-se o erlenmeyer por aproximadamente 5 minutos, em seguida retirou-se uma amostra de 10 mL de cada um dos 6 tubos de ensaio e estas amostras foram levados para a centrifugação. Após centrifugar retirou-se 5mL do sobrenadante que foi transferido para um béquer e acrescentou-se 45mL de água destilada. Esta solução foi titulada com hidróxido de sódio 0,1M, utilizando 2 gotas de fenolftaleína como indicador. O procedimento foi repetido para as demais soluções obtidas.
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
A isoterma de Langmuir é um modelo comum para moléculas da fase gasosa ou líquida adsorvendo-se em superfícies. O grau de recobrimento, θ, pode ser medido utilizando a massa adsorvida o u por titulação, técnica utilizada neste experimento. Pode se fazer um grafico de θ versus (gás), onde a constante de equilíbrio K pode ser calculada a partir do gráfico. Nesse caso, utilizaremos a concentração no equilíbrio Ceq versus Ceq/(X/m).
Tabela 1: valores obtidos das observações experimentais e dos cálculos (HAc e NaOH).
	Amostra
	[HAc]0 (mol/L)
	m0, HAc
(g)
	VNaOH
0,1 M (mL)
	[HAc]f (mol/L)
	mf,HAc (g)
	[HAc]eq (mol/L)
	X=mi-mf (g)
	1
	0,2M
	20g
	4,4 mL
	0,02M
	1,088x10-3
	0,026M
	19.99
	2
	0,16M
	16g
	3,95 mL
	0,016M
	8,632x10-4
	0,022M
	15,99
	3
	0,12M
	12g
	3 mL
	0,012M
	6,36x10-4
	0,017M
	11,99
	4
	0,08M
	8g
	2,1 mL
	0,008M
	4,168x10-4
	0,012M
	7.99
	5
	0,06M
	6g
	1,5 mL
	0,006M
	3,091x10-4
	0,0087M
	5,99
	6
	0,04M
	4g
	1,1 mL
	0,004M
	2,044x10-4
	0,0041M
	3.99
HAc + NaOH NaAc + H2O
V=50 mL=0,05 L
C1.V1 = C2.V2
0,2 M x 5 mL = C2 x 50 mL
C2 = 0,02 M
0,16 M x 5 mL = C2 x 50 mL
C2 = 0,016 M
C1.V1+C2.V2=C3.V3
0,02 mol/L x 0,05L + 0,1 mol/L x 4,4 mL (0,0044 L) = C3 x 0.0544 L
C3 = 0,026 M
0,016 mol/L x 0,05L + 0,1 mol/L x 3,95 mL (0,00395 L) = C3 x 0.05395 L
C3 = 0,022 M
Tabela 2: Cálculos realizados para o HAc
	Amostra
	X(g)
	mc(g)
	X/mc
	1
	19.99
	1,0195
	19,061
	2
	15,99
	1,0022
	15,955
	3
	11,99
	1,0061
	11,917
	4
	7,99
	1,0430
	7,661
	5
	5,99
	1,0188
	5,880
	6
	3,99
	1,0112
	3,946
Tabela 3: Constante de adsorção de Langmuir para o ácido acético em carvão
	Amostra
	Concentração no equilíbrio CHAc, eq (mg/L)
	CHac,eq / (X/mc)
	1
	1561,3
	81,91
	2
	1321,1
	82,80
	3
	1020,9
	85,66
	4
	720,6
	94,06
	5
	522,4
	88,84
	6
	246,2
	62,39
7. CONCLUSÃO
O carvão ativado é um adsorvente não polar, cujo qual irá interagir com a parte polar do ácido acético, retendo-o em sua superfície. Pode ser observado que a adsorção é proporcional à concentração do substrato no meio. Logo se aumentarmos a concentração inicial do substrato (adsorvato) aumenta assim adsorção, pois há uma diferença de concentração entre os meios, além de existir mais moléculas a serem adsorvidas.
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
· Disponível em: < https://slideplayer.com.br/slide/5603468/>. Acesso dia: 30 de setembro de 2018. 
· GUELFI. L.R; SCHEER.A.P; ESTUDO DE ADSORÇÃO PARA PURIFICAÇÃO E SEPARAÇÃO DE MISTURAS NA INDUSTRIA PETROLIFERA. UFPR: CURITIBA/PR.2007;
· WERLANG. E.B; SCHNEIDER.R.C.S; RODRIGUES.A.L; NIEDESBERG.C. PRODUÇÃO DE CARVÃO ATIVADO A PARTIR DE RESÍDUOS VEGETAIS. Revista Jovens Pesquisadores. Santa Cruz do Sul, V.3,n1; p. 156-167; 2013.