Trabalho Laboratorial: Adsorção na Interface Sólido-Líquido PDF

FFUP | Biofísica e Física Farmacêutica 2024/2025 Mestrado Integrado em Ciências Farmacêuticas Unidade Curricular: Biofísica e Física Farmacêutica Aulas Laboratoriais Trabalho laboratorial n.º 1 Adsorçã...

FFUP | Biofísica e Física Farmacêutica 2024/2025 Mestrado Integrado em Ciências Farmacêuticas Unidade Curricular: Biofísica e Física Farmacêutica Aulas Laboratoriais Trabalho laboratorial n.º 1 Adsorção na Interface sólido-líquido  FFUP | Biofísica e Física Farmacêutica 2024/2025 ESTUDO DA ADSORÇÃO DO ÁCIDO ACÉTICO PELO CARVÃO ATIVADO. ISOTÉRMI- CA DE ADSORÇÃO. DETERMINAÇÃO DE UMA ÁREA ESPECÍFICA. Neste trabalho procede-se ao estudo da adsorção do ácido acético (adsorvato) pelo carvão vegetal ou carvão ativo (adsorvente) em função da concentração do ácido acético. Pretende-se, com os dados experimentais obtidos, efetuar o traçado da isotérmica de Freundlich e dela dedu- zir os parâmetros relacionados com a intensidade de adsorção e determinar a área específica do adsorvente sólido. 1.1 - BREVE REFERÊNCIA A ALGUNS CONCEITOS FUNDAMENTAIS A adsorção é um fenómeno de acumulação de uma substância numa interface (superfície de separação de duas fases). Ocorre com todos os tipos de interface, tais como gás-sólido, lí- quido-sólido, líquido-gás, líquido -líquido . Existem dois tipos principais de adsorção: a adsorção física e a adsorção química. A adsor- ção física é não específica, rápida e reversível. O adsorvato encontra-se ligado à superfície so- mente por forças de Van der Waals (forças dipolo-dipolo e forças de polarização, envolvendo dipolos induzidos). A adsorção química é específica e envolve a formação de um composto bidi- mensional como, por exemplo, quando gases entram em contacto com superfícies metálicas limpas. A quantidade de substância adsorvida na superfície decresce com o aumento da tempera- tura, já que todos os processos de adsorção são exotérmicos. A uma temperatura constante a quantidade adsorvida aumenta com a concentração do adsorvato (em solução ou na fase gaso- sa), e a relação entre a quantidade adsorvida (x) e a concentração (c) é conhecida como Isotér- mica de adsorção. Somente para concentrações muito baixas é que x é proporcional a c. Geralmente a quan- tidade adsorvida aumenta menos do que proporcionalmente à concentração, devido à satura- ção gradual da superfície. Um dos modelos teóricos mais simples de adsorção é o de Langmuir, que foi proposto para descrever a adsorção de gases em sólidos. Este modelo supõe que a superfície do sólido é coberta por um grande número de sítios (locais ativos), sendo que cada sítio pode ser ocupado por uma molécula adsorvida. Os sítios são todos equivalentes e considera-se que as moléculas adsorvidas não interagem umas com as outras nem saltam de um sítio para outro. Além disso, a adsorção completa-se quando os sítios forem ocupados, correspondendo a uma monocamada de adsorvato. A equação correspondente à Isotérmica de Langmuir é: Maria Conceição Silva; Rui Lapa 1  FFUP | Biofísica e Física Farmacêutica 2024/2025 ( mx )=a. b ( 1+bc. c ) que também pode ser escrita como: c 1 c = + x a.b a m onde “m” é a massa do sólido (adsorvente), “a” é uma constante que está relacionada com a área do sólido, sendo uma medida da capacidade de adsorção do adsorvente para um dado adsorvato, e “b” é outra constante, relacionada com a entalpia de adsorção. Em outros casos o sistema pode ser descrito pela Isotérmica de Freundlich, que corresponde a uma equação do tipo: (n) 1 ( ) x m =k. c onde n