ADSORÇÃOADSORÇÃO

Faculdade de Aracruz - FAACZ

Curso de Graduação em Engenharia Química

4º EQ – “B”

Moysés Ost Damm Martins

Breno Frigini Mai 10031

Deiver Robson Saccani Vichelo 10404

Thaís Ramos Azeredo Fraga 10036

Túlio Dias De Almeida 10422 

Aracruz, 26 de Outubro de 2011.

DEFINIÇÃO

Definição geral:• Fenômeno de superfície; • Favorecida por baixas temperaturas;• Adsorvente: substância natural ou sintética com

estrutura cristalina;• Adsorvato: moléculas ou íons.

Figura 1: Representação esquemática do processo de adsorção, onde A representa o adsorvato e M(SUP) representa o adsorvente.

Fatores que afetam a adsorção:

• Solubilidade do soluto;

• pH do meio;

• Temperatura;

• Diâmetro molecular do adsorvato;

DEFINIÇÃO

DEFINIÇÃO

Figura 2: Classificação do tamanho dos poros, de acordo com a IUPAC.

• Estrutura molecular ou natureza do adsorvente – estrutura altamente porosa.

A adsorção pode ser de dois tipos:

• Física (fisissorção): Adsorvato ligado à superfície por forças de Van de Waals;

• Química (quimissorção): Interação química entre um sólido e um fluido (líquido ou gás).

DEFINIÇÃO

ISOTERMAS DE ADSORÇÃO

• Indicam a forma como o adsorvente efetivamente adsorverá o soluto;

• Relação entre: quantidade adsorvida (x) e concentração (c).

ISOTERMAS DE ADSORÇÃO

• Proporcionalidade entre quantidade de adsorvato e concentração da espécie química.

Figura 3: Gráfico teórico de uma isoterma de adsorção.

ISOTERMAS DE ADSORÇÃO

Isoterma de Lagmuir• Definição1. Teoria proposta em 1918;2. Adsorção de gases em sólidos, adsorção química;3. Todos os sítios de adsorção são equivalentes;4. A adsorção de uma molécula é independente da

outra;5. Adsorção em monocamadas em superfície

homogênea.

ISOTERMAS DE ADSORÇÃO

Kp+1Kp

=θ

θ = Fração molar de posições ocupadas;K = Constante de equilíbrio;p = pressão.

Figura 4: Isoterma de Langmuir.

ISOTERMAS DE ADSORÇÃO

• Para um determinado adsorvente, m =bθ. Onde:m = quantidade de substância adsorvida;b = constante

Kp>>1, significando: θ ≈ 1Kp<<1, significando: θ = Kp

bKp1

+b1

=m1

Forma linearizada da equação de Langmuir.

Kp+1bKp

=m

Forma normal da equação de Langmuir.

ISOTERMAS DE ADSORÇÃOParâmetro de Equlíbrio

• Prevê a forma da isoterma de adsorção;

Onde:RL = Fator de separação;

KL = Constante que dá a capacidade de adsorção teórica na monocamada;

Qm = Constante relacionada com a energia de adsorção.

mLL

QK+11

=R

ISOTERMAS DE ADSORÇÃOParâmetro de Equlíbrio

Figura 5: Isotermas de adsorção.

Termos a serem observados:• RL>1;

• RL=1;

• 0<RL<1;

• RL=0.

Isoterma de Freundlich• Definição1. Nem todos os sítios são equivalentes;2. Adsorção em multicamadas.

ISOTERMAS DE ADSORÇÃO

Figura 6: Adsorção em multicamadas.

ISOTERMAS DE ADSORÇÃO

A(g) + S ↔ AS

• A = Adsorvato gasoso;• S = Posição vazia da superfície ;• AS = Posição ocupada da superfície.

m = kc1/n

m = massa adsorvida por unidade de massa do adsorvente;

C = concentração;K, n = constantes1/n < 1

ISOTERMAS DE ADSORÇÃO

• Equação linearizada de Freundlich:

• O gráfico apresenta inclinação igual à ;

• n e k são determinados a partir do gráfico.

clogn1

logk+=Logm

n1

APLICAÇÃO

Catalisadores: Exemplo: Transformação de óleo vegetal em

margarina;

Armazenamento de gases;

Eletroquímica;

Refrigeração;

APLICAÇÃO

Adsorção em carvão ativado:

Usos mais comuns:

• Adsorção de gases (na forma de filtros);

• Tratamentos de águas.

Figura 7: Carvão ativado.

APLICAÇÃO

Adsorção em carvão ativado:

Aplicado em diversos ramos:

• Indústrias Químicas;

• Alimentícia;

• Farmacêutica.

APLICAÇÃO

Adsorção em carvão ativado:

Vantagens: Capacidade de remoção de orgânicos solúveis

refratários sem o emprego de produtos químicos.

Desvantagens: Reativação deste material, ou seja, a limpeza da sua

superfície para posteriores aplicações, é um processo dispendioso.

REFERÊNCIAS

• CASTELLAN, Gilbert. Fundamentos de Físico-Química. 1.ed. Rio de Janeiro: LTC, 1986. Cap 18, p.460-463.

• FALONE, S. Z.; VIEIRA, E. M. Adsorção/dessorção do explosivo tetril em turfa e em argissolo vermelho amarelo. Química Nova, Vol. 27, N. 6, 849-854, 2004.

• PORPINO, K. K. P. Biossorção de Ferro (II) por casca de caranguejo Ucides Cordatus. 2009. 93f. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2009.

• ZUIM, D. R. Estudo da adsorção de componentes do aroma de café (Benzaldeído e Ácido Acético) perdidos durante o processo de produção do café solúvel. 2010. 154f. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2010.

• CHAVES, J. A. P. Adsorção de corantes têxteis sobre quitosana: Condições, modelagem e otimização. 2009. 120f. Tese (Doutorado) - Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2009.

REFERÊNCIAS

• Fundamentos e Princípios Físico-Químicos. Disponível em: <http://labvirtual.eq.uc.pt/siteJoomla/index.php?Itemid=450&id=188&option=com_content&task=view> Acesso em: 22 out. 2011;

• DOS SANTOS, Maria Alice Santanna. Isoterma de Adsorção. Disponível em: < http://w3.ufsm.br/juca/adsorcao.pdf> Acesso em: 22 out. 2011;

• SANHUEZA, Jaime Tapia. Métodos de Remoção de Cromo de Águas Residuais. Disponível em: <http://www.icp.csic.es/cyted/Monografias/MonografiasTeneria/capitulov.pdf> Acesso em: Acesso em: 22 out. 2011;

• GURGEL, José Maurício; JÚNIOR, José Espínola; FILHO, Luiz Simão Andrade; MARCONDES, Francisco. Sistema de refrigeração adsortivo com a utilização de um coletor solar com anteparo ótico. Disponível em: < http://www.les.ufpb.br/portal/index2.php?option=com_docman&task=doc_view&gid=40&Itemid=30 > Acesso em: 22 out. 2011;

REFERÊNCIAS

• MACHADO, José Moita Neto; MOITA, Graziella Ciaramella. Aplicações da adsorção. Disponível em: <http://www.fapepi.pi.gov.br/novafapepi/ciencia/documentos/Adsor%E7%E3oMoitaGraziella.PDF> Acesso em: 22 out. 2011;