8/13/2019 Prtica de adsoro

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Instituto de Cincia e Tecnologia

Bacharelado em Cincia e Engenharia

Unidade Curricular: Engenharia das Reaes Qumicas

Heterogneas ICT 507

Profa. Cnthia Soares de Castro

AULAS PRTICAS DE ENGENHARIA DAS REAES QUMICAS

HETEROGNEAS

2 AULA PRTICA

ISOTERMA DE ADSORO

1. INTRODUO

Quando duas fases imiscveis so postas em contato, sempre ocorre que a

concentrao de uma substncia numa fase maior na interface do que no seu interior.

A esta tendncia de acumulao de uma substncia sobre a superfcie de outra damos o

nome de adsoro1. A adsoro um processo fsico-qumico em que uma espcie

qumica (adsorvato) se fixa na superfcie de outra espcie denominada adsorvente2.

Processos de adsoro so largamente utilizados para remoo de cor, odores ou

gosto no tratamento e purificao de guas, leos, produtos farmacuticos e efluentes de

processos. Os principais adsorventes comerciais so: carvo ativado, aluminas, argilas,

resinas orgnicas e adsorventes silicosos.

possvel dividir o fenmeno de adsoro em duas classes principais:

adsoro fsica (ou fisissoro) e adsoro qumica (ou quimissoro)2-3.

A adsoro fsica no-especfica, rpida e reversvel. O adsorvato se liga

superfcie do adsorvente somente por foras de van der Waals. O calor de adsoro

pequeno, da mesma ordem de grandeza dos calores de condensao. Alm disso, na

adsoro fsica podem se formar camadas moleculares sobrepostas (multicamadas),

enquanto na adsoro qumica formada uma nica camada molecular adsorvida

(monocamada). Na adsoro qumica, ocorre uma interao qumica entre o adsorvato e

o slido adsorvente. Neste caso, o calor de adsoro da mesma ordem de grandeza dos

calores de reao2-3.

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A uma dada temperatura, a relao entre a quantidade adsorvida (qeq) a

diferentes presses (p/p0) ou a diferentes concentraes (Ceq) conhecida como

isoterma de adsoro.

A quantidade adsorvida aumenta com a concentrao do adsorvato (em soluo

ou na fase gasosa), a uma temperatura constante. Geralmente, o aumento da quantidadeadsorvida menor que o aumento proporcional da concentrao, devido saturao

gradual da superfcie. Com o aumento da temperatura, entretanto, a quantidade de

substncia adsorvida diminui, j que todos os processos de adsoro so exotrmicos.2

2. OBJETIVO

Construir uma isoterma de adsoro do corante azul de metileno em carvo

ativado comercial.

3. MATERIAIS E MTODOS

3.1 MATERIAIS

Para a realizao do experimento devem ser utilizados:

Espctrofotmetro de UV-visvel.Balana analtica de preciso.Agitadores magnticos sem aquecimento.Cronmetros. Solues de corante azul de metileno nas seguintes concentraes:

25, 50, 100, 250, 500 e 1000 mg/L.

Frascos de vidro com tampa (reatores em batelada com agitao magntica). Erlenmyers. Funis de vidro e papel de filtro.

Pipetas graduadas de 10 mL

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3.2 METODOLOGIA

1- Identificar os frascos (reatores em batelada) com as concentraes das solues

de azul de metileno: 25, 50, 100, 250, 500 e 1000 mg L-1.

2- Identificar os Erlenmyers com as concentraes das solues de azul de metileno:

25, 50, 100, 250, 500 e 1000 mg L-1

.3- Pesar 10 mg de carvo ativado nos frascos (reatores em batelada).

4- Pipetar 10 mL das solues de azul de metileno nos reatores. Concentraes das

solues: 25, 50, 100, 250, 500 e 1000 mg L-1.

5- Tampar os reatores e coloc-los sob agitao magntica por um perodo de

30 min (usar um cronmetro).

6- Aps 30 min, filtrar a soluo para a separao do carvo ativado usando funil de

vidro, filtros de papel e um Erlenmyer.

7- Colocar a soluo filtrada em uma cubeta para fazer a leitura da Absorbncia noEspectrofotrmetro de UV-visvel.

8- Caso necessrio, se a Absorbncia da soluo for superior 1,0, dilua a soluo e

faa a leitura novamente.

4- TRATAMENTO DOS DADOS EXPERIMENTAIS

Tabela 1- Dados obtidos no laboratrio.

Concentrao inicial da

soluo de azul de

metileno (mg L-1) Absorbncia

Fator de diluio

Ceq qeq

25

50

100

250

500

1000

Ceq = concentrao da soluo de azul de metileno aps ter sido atingido o equilbrio de

adsoro (mg/L).

qeq= quantidade adsorvida de azul de metileno no carvo ativado para uma dada Ceq,

aps ter sido atingido o equilbrio de adsoro (mgazul de metileno/g carvo ativado).

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5- ROTEIRO PARA O RELATRIO

Para calcular Ceq: utilize a curva padro de azul de metileno (obtida na aula prtica

anterior).

Calcule qeq.

a) Construir uma isoterma de adsoro de azul de metileno em carvo ativado.

Ou seja, plotar um grfico de qeqversus Ceq.

b) Classificar o tipo de isoterma obtida.

PS: A classificao das isotermas pode ser encontrada em IUPAC, 19854 e

Schmal, 20113.

6- REFERNCIAS

1- CIOLA, R. Fundamentos da catlise. 1 ed., So Paulo: Editora Moderna, 1981.

2- ATKINS, P.; PAULA, J. Fsico-Qumica.7aed., LTC, Rio de Janeiro, 1999.

3- SCHMAL, M. Catlise Heterognea. Synergia, Rio de Janeiro, 2011.

4- INTERNATIONAL UNION OF PURE AND APPLIED CHEMISTRY (IUPAC).

Reporting physisorption data for gas/solid systems. Pure & Appl. Chem. Vol. 57,

No. 4, pp. 603-619, 1985.