Isoterma De Absorção

1. INTRODUÇÃO

O fenômeno da adsorção é conhecido desde o século XVIII, quando se observou que certa espécie de carvão retinha em seus poros grandes quantidades de vapor d água, o qual era liberado quando submetido ao aquecimento. Nas últimas décadas, com o avanço das pesquisas e do conhecimento na área, bem como o acentuado desenvolvimento registrado na petroquímica, a adsorção passou a ser utilizada como uma operação unitária importante dentro da engenharia química. Atualmente, a adsorção é aplicada em processos de purificação e separação, apresentandose como uma alternativa importante e economicamente viável em muitos casos. Exemplos mais comuns de tais processos são os chamados processos de purificação, onde se utiliza geralmente uma coluna de leito fixo empacotada com adsorvente para remover umidade de uma corrente gasosa, ou ainda remover impurezas de uma corrente líquida, como por exemplo, de um efluente industrial. Quando os componentes a serem adsorvidos estão presentes em baixas concentrações e possuem baixo valor agregado geralmente não são recuperados. Adsorção é o termo utilizado para descrever o fenômeno no qual moléculas que estão presentes em um fluido, líquido ou gasoso, concentram-se espontaneamente sobre uma superfície sólida. Geralmente, a adsorção parece ocorrer como um resultado de forças não balanceadas na superfície do sólido e que atraem as moléculas de um fluido em contato por um tempo finito. A adsorção é um dos fenômenos de transporte e a transferência de massa se dá quando existe uma superfície de contato entre um sólido e um gás ou um líquido e a concentração de determinado componente deste gás ou deste líquido é maior nesta superfície do que no interior do gás ou do líquido. Desta forma, a adsorção está intimamente ligada à tensão superficial das soluções e a intensidade deste fenômeno depende da temperatura, da natureza e a concentração da substância adsorvida (o adsorbato), da natureza e estado de agregação do adsorvente (o sólido finamente dividido) e do fluido em contato com o adsorvente (o adsortivo). Classificam-se os fenômenos adsortivos quanto às forças responsáveis, em dois tipos: adsorção química e adsorção física. A adsorção química, ou quimissorção, é assim denominada porque neste processo ocorre efetiva troca de elétrons entre o sólido e a molécula adsorvida, ocasionando as seguintes características: formação de uma única camada sobre a superfície sólida, irreversibilidade e liberação de uma quantidade de energia considerável (da ordem de uma reação química). Por este motivo este tipo de adsorção é favorecido por uma diminuição de temperatura e também por um aumento de pressão. A catálise heterogênea geralmente

2.OBJETIVO GERAL

A prática realizada teve como principal objetivo estudar a adsorção do ácido acético sobre o carvão vegetal.

2.1 OBJETIVO ESPECÍFICO

Com o estudo fenômeno de adsorção, espera-se traçar o gráfico da isoterma de adsorção e determinar o valor das constantes de adsorção em função da concentração do ácido usando o modelo Freundlich.

3.PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

3.1.Material utilizado

• Erlenmeyers de 250 mL

• Buretas de 50mL

• Pipetas de 10, 25 e 50mL

• Balões volumétricos de 100mL

• Béquer de 250mL

• Funil

• Papel de filtro

• Ácido Acético (HAc)

• Hidróxido de sódio

• Carvão ativo

• Fenolftaleína

3.2 Procedimento

Inicialmente foram colocados 20g de carvão ativo num béquer, que foi lavado com água destilada e filtrado e colocado na estufa a 120°C por uma hora. Foi retirado e colocado para esfriar em um dessecador sob vácuo.

Preparou-se 200 mL de uma solução de ácido acético 1 M e que foi padronizado e titulado com 25 mL de uma solução de NaOH 1 M, usando fenolftaleína como indicador. Com o restante da solução padronizada , foi diluída em seis balões de 100 mL originando, novas concentrações variando de 0,5M à 0,01M conforme descreve a tabela a seguir:

Amostra 1 2 3 4 5 6

ácido acético (HAC)(mL) 50 25 10 5 2 1

Água destilada(mL) 50 75 90 95 98 99

Concentração obtida(M) 0,5 0,25 0,1 0,05 0,02 0,01

As soluções preparadas foram transferidas para erlenmeyers onde foi colocado rapidamente 2 g de carvão ativo e começou a anotar o tempo. Deixou a mistura sob agitação por 45 minutos. Em seguida esperou que o carvão decantasse por aproximadamente 2 horas, e então as amostras foram filtradas. Retirou-se 10 mL da amostra 1 e titulou com hidróxido de sódio 1 M, utilizando como indicador a fenolftaleína. O mesmo foi feito com as amostras 2, 3, 4 ,5 e 6.

Amostra 1 2 3 4 5 6

alíquota para titulação(mL) 10 10 25 25 50 50

4.RESULTADOS E DISCUSSÃO

Com a titulação do filtrado , obteve-se a quantidade de ácido que não foi adsorvida pelo carvão, e permitindo a construção da tabela a seguir que relaciona todos os valores experimentais.

Amostra Concentração inicial(M) m HAc inicial(g) m HAc final(g) m(g) x(g) logx log(x/m) log[Hac]

1 0,5 0,3 0,28824 2 0,01176 -1,92959 -0,30103 -2,23062

2 0,25 0,150125 0,090075 2 0,06005 -1,22149 -0,60206 -1,52252

3 0,1 0,150125 0,10809 2 0,042035 -1,37639 -1 -1,67742

4 0,05 0,075063 0,04804 2 0,027023 -1,56827 -1,30103 -1,8693

5 0,02 0,06005 0,03603 2 0,02402 -1,61943 -1,69897 -1,92046

6 0,01 0,030025 0,030025 2 0 ND -2 ND

4.1 GRÁFICOS

O x corresponde a massa de ácido adsorvida,e m à