Baixe Relatório da aula prática de Físico-Química: “Isotermas de adsorção e outras Provas em PDF para Bioquímica, somente na Docsity! Universidade Federal de Santa Catarina Centro de Ciências Físicas e Matemáticas Departamento de Química Disciplina de Físico-Química Relatório da aula prática de Físico-Química: “Isotermas de adsorção” Rodrigo Ivan Prim Bernardo Della Giustina Mônica Alves Aguiar Sandro Wopereis Eros Olímpio Florianópolis, 12 de junho de 2007. Resumo Num sistema constituído por duas fases, uma condensada e outra em solução no momento em que as fases se encontram há um aumento ou diminuição da concentração de uma ou outra das fases neste sistema. Este fenômeno é conhecido como adsorção, que é um efeito o qual ocorre a concentração das moléculas na interface do adsorvente. No caso da adsorção sobre adsorção sobre sólidos, como em nosso experimento, existem dois tipos de adsorção principais: física e química. A primeira esta relacionada apenas com interações do tipo forças de Van Der Walls e a segunda com reações químicas reais. A área superficial do adsorvente também é m fator importante nestes fenômenos. O método consiste em determinar a quantidade de corante adsorvida pelo carvão ativado através da obtenção da concentração do sobrenadante fazendo a leitura da absorbância em espectrofotômetro com posterior cálculo pela Lei de Beer (equação 1). Estas etapas foram feitas em várias concentrações inicias diferentes para serem plotadas em um gráfico, constituindo a isoterma de adsorção. A = ε b C (equação 1) Este experimento é importante, pois a adsorção é uma propriedade utilizada em muitos processos, como por exemplo, nas estações de tratamento de água. Dados Obtidos qe = 0,105 qe = 0,120 Para Ci 1,0 g/L: me = 0,025 qe = 0,085 O tópico “cálculos” corresponde à segunda parte do tratamento de dados: 1. Construa a isoterma fazendo um gráfico de qe versus Ce (gráfico 1). Lembre- se que Ce é a concentração obtida após a adsorção para uma massa de carvão usada nos experimentos de 0,1g. Gráfico feito em papel milimetrado (anexo 1). 2. Calcule as constantes de Langmuir KL e aL, resolvendo a equação 2 através do gráfico Ce/qe versus Ce pelo coeficiente angular e linear (Gráfico 2). Gráfico feito em papel milimetrado (anexo 2). ΔCe/qe= 3,1 – 1,0 ΔCe= 0,35 – 0,11 ΔCe/qe= 2,1 ΔCe= 0,24 Coeficiente angular = ΔCe/qe / ΔCe a = 2,1/0,24 ; a = 8,75 Pegando um ponto qualquer do gráfico e substituindo equação de Langmuir na forma linear: Ce/qe= 1/KL + aL/KL Ce 3,5 = 1/ KL + 8,75*0,35 3,5 = 1/ KL + 3,06 KL = 2,29 Para achar aL usa-se a fórmula do coeficiente angular: a = aL/KL; 8,75 = aL/2,29; aL = 20,04 3. Calcule as constantes de Freundlich 1/n e kf , resolvendo a equação 5 fazendo um gráfico ln(qe) versus ln(Ce) pelo coeficiente linear e angular (gráfico 3). Gráfico feito em papel milimetrado (anexo 3). Δln qe = -2,3 – (-2,66) ΔlnCe= (-3,5) – (-6,0) Δln qe = 0,33 ΔlnCe= 2,5 Coeficiente angular = Δln qe / ΔlnCe a = 0,33/2,5 ; a = 0,094 a = 1/n ; 1/n = 0,094 Pegando um ponto qualquer do gráfico e substituindo equação de Freundlich na forma linear: ln qe = ln kf + 1/n*ln Ce -2,3 = ln kf + 0,094*(-2,5); ln kf = -2,536; kf = e-2,536; kf = 0,079 dm3 g3. Discussão de resultados Após o tratamento de dados, podemos ver pelo gráfico da isoterma de adsorção que, conforme aumentamos a concentração inicial do corante, também aumenta sua quantidade adsorvida, porém, este valor não se mantém proporcional, pois, em valores mais altos tende a se manter constante pelo fato de que todo o carvão ativado já está adsorvendo corante. A partir dai, só irá aumentar a quantidade de corante adsorvido se aumentarmos a quantidade do carvão ativado. No experimento, o valor da capacidade máxima de adsorção do soluto numa monocamada foi determinado em 114,29 miligramas de corante por 1 grama de carvão ativado. Este valor se encontra próximo ao obtido na literatura que é de 128,43mg g-1. Questionário 8. Que tipo de resíduos foram gerados neste experimento e como foram tratados ou armazenados. Explique. Os resíduos gerados no experimento foram colocados em um becker e foi adicionado a este mais um pouco de carvão ativado para adsorver o azul de metileno. Após este tratamento, os resíduos poderam ser descartados na pia. Conclusões 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 soluto é maior nesta superfície do que no interior da solução que contém o soluto. A adsorção está relacionada diretamente à tensão superficial das soluções e a intensidade deste fenômeno depende de outros fatotes tais como temperatura, natureza e concentração da substância adsorvida (o adsorbato), natureza e estado de agregação do adsorvente e do fluido em contato com o adsorvente. Através do experimento, pode-se notar que o carvão ativado tem um determinado comportamento com o azul de metileno, e pelas absorbâncias obtidas e tratamento de dados foi possível quantificar a adsorção. Bibliografia MOORE, Walter J. Físico-Química. Rio de Janeiro: Ao Livro Técnico e S.A. e Editora da Universidade de São Paulo, 1968. MURRAY, R. K.; GRANNERD. K.; MAYES P. A.; RODWELL V. W. Harper: Bioquímica, 7ª ed. São Paulo: Editora Atheneu, 1994.