Relatório Prática 10 Adsorção Carvão Ativado

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1. INTRODUÇÃO A adsorção é um fenômeno físico-químico onde o componente em uma fase gasosa ou líquida é transferido para a superfície de uma fase sólida. Os componentes que se unem à superfície são chamados adsorvatos, enquanto que a fase sólida que retém o adsorvato é chamada adsorvente. A remoção das moléculas a partir da superfície é chamada dessorção (MASEL, 1996). A migração destes componentes de uma fase para outra tem como força motriz a diferença de concentrações entre o seio do fluido e a superfície do adsorvente. Usualmente o adsorvente é composto de partículas que são empacotadas em um leito fixo por onde passa a fase fluida continuamente até que não haja mais transferência de massa. Como o adsorvato concentra-se na superfície do adsorvente, quanto maior for esta superfície, maior será a eficiência da adsorção. Por isso geralmente os adsorventes são sólidos com partículas porosas (BORBA, 2006). Os carvões microporosos pertencem a uma classe de materiais importante, conhecido como carvão ativado (C.A) sendo de larga aplicações através de sua reconhecida produção mundial de aproximadamente 400.000 ton/ano (RODRÍGUEZ-REINOSO e SABIO-MOLINA, 1998). O carvão ativado é utilizado como adsorvente, catalisador ou suporte de catalisador. Na área de tratamento de efluentes é usado na adsorção em fase líquida, por exemplo, na adsorção de moléculas orgânicas que causam sabor, odor e toxicidade (LETTERMAN, 1999). Uma das características mais importantes de um adsorvente é a quantidade de substância que possa acumular ou possa ser retirada da superfície do mesmo. Uma maneira comum de descrever essa acumulação é expressar a quantidade de substância adsorvida por quantidade de adsorvente (qe) em função da concentração de adsorvato (Ce) em solução. Uma expressão desse tipo é denominada de isoterma de adsorção (LETTERMAN, 1999.; OSCIK e COOPER 1982 ). Isoterma de Freundlich: é empírica e muito utilizada porque descreve com muita precisão os dados de ensaios de adsorção em sua maioria em sistemas aquosos, além de descrever o equilíbrio em superfícies heterogêneas e não assume a adsorção em monocamada (DINESH e PITTMAN, 2006). Apresenta a seguinte forma: Onde x/m = massa da substância adsorvida por unidade de massa do adsorvente, c = concentração da solução no equilíbrio, k e n =

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Calculo da Adsorção de um Carvão Ativado

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1. INTRODUOA adsoro um fenmeno fsico-qumico onde o componente em uma fase gasosa ou lquida transferido para a superfcie de uma fase slida. Os componentes que se unem superfcie so chamados adsorvatos, enquanto que a fase slida que retm o adsorvato chamada adsorvente. A remoo das molculas a partir da superfcie chamada dessoro (MASEL, 1996). A migrao destes componentes de uma fase para outra tem como fora motriz a diferena de concentraes entre o seio do fluido e a superfcie do adsorvente. Usualmente o adsorvente composto de partculas que so empacotadas em um leito fixo por onde passa a fase fluida continuamente at que no haja mais transferncia de massa. Como o adsorvato concentra-se na superfcie do adsorvente, quanto maior for esta superfcie, maior ser a eficincia da adsoro. Por isso geralmente os adsorventes so slidos com partculas porosas (BORBA, 2006).Os carves microporosos pertencem a uma classe de materiais importante, conhecido como carvo ativado (C.A) sendo de larga aplicaes atravs de sua reconhecida produo mundial de aproximadamente 400.000 ton/ano (RODRGUEZ-REINOSO e SABIO-MOLINA, 1998). O carvo ativado utilizado como adsorvente, catalisador ou suporte de catalisador. Na rea de tratamento de efluentes usado na adsoro em fase lquida, por exemplo, na adsoro de molculas orgnicas que causam sabor, odor e toxicidade (LETTERMAN, 1999).Uma das caractersticas mais importantes de um adsorvente a quantidade de substncia que possa acumular ou possa ser retirada da superfcie do mesmo. Uma maneira comum de descrever essa acumulao expressar a quantidade de substncia adsorvida por quantidade de adsorvente (qe) em funo daconcentrao de adsorvato (Ce) em soluo. Uma expresso desse tipo denominada de isoterma de adsoro (LETTERMAN, 1999.; OSCIK e COOPER 1982 ).

Isoterma de Freundlich: emprica e muito utilizada porque descreve com muita preciso os dados de ensaios de adsoro em sua maioria em sistemas aquosos, alm de descrever o equilbrio em superfcies heterogneas e no assume a adsoro em monocamada (DINESH e PITTMAN, 2006). Apresenta a seguinte forma:

Onde x/m = massa da substncia adsorvida por unidade de massa do adsorvente, c = concentrao da soluo no equilbrio, k e n = constantes caractersticas do adsorvente e do soluto, a uma dada temperatura. Tomando o logaritmo da expresso obtm-se a equao:

De acordo com esta equao um grfico de In (x/m) versus In c uma linha reta e as constantes k e n podem ser calculadas pela inclinao e interseo da reta obtida.

2. OBJETIVO

Estudar a adsorso, pelo carvo ativado, do cido actico existente em solues aquosas em funo da concentrao do cido e determinar as constantes de adsorso da isoterma de Freundlich.

3. PARTE EXPERIMENTAL

Colocar, com auxlio de buretas, em seis erlenmeyers numerados contendo cada um 1g de carvo ativado e pulverizado, os seguintes volumes de cido actico e gua.

Arrolhar os frascos e agitar oportunamente cada mistura durante 30 min, tendo o cuidado de mant-las temperatura ambiente, evitando aquec-las com as mos. Filtrar as solues para erlenmeyers numerados. Tomar 10 cm3 do filtrado do frasco n. 1 e titular com hidrxido de sdio 0,1 M usando como indicador a fenolftalena. Titular tambm os outros filtrados: 10 cm3 do frasco 2 e 15 cm3 dos frascos 3, 4, 5 e 6.

4. APRESENTAO DOS RESULTADOS

FRASCO[CH3COOH] em g.L-1VNaOH/molx/gx/mln (x/m)ln Cfinal

CinicialCfinal

124,0210,626,50,671-0,3992,36

216,818,9222,30,3945-0,9302,822

312,014,9118,40,355-1,0361,591

47,2063,3312,50,1938-1,6411,203

54,8042,298,60,1257-2,0740,828

63,8431,555,80,11465-2,1660,438

5. GRFICOS

a. x/m versus Cfinal[21/05/2015 17:19:59 Plot: ''Graph1'']Linear Regression fit of dataset: Table1_2, using function: A*x+BY standard errors: UnknownFrom x = 1,55 to x = 10,6B (y-intercept) = 0,0226167836414183 +/- 0,0572273524251263A (slope) = 0,0543971296883383 +/- 0,00914867035391084--------------------------------------------------------------------------------------Chi^2/doF = 0,00572021188006847R^2 = 0,898357953999528---------------------------------------------------------------------------------------

b. ln(x/m) versus ln Cfinal

[21/05/2015 17:25:24 Plot: ''Graph1'']Linear Regression fit of dataset: Table1_2, using function: A*x+BY standard errors: UnknownFrom x = 0,438 to x = 2,36B (y-intercept) = -2,73630719545714 +/- 0,147457299256609A (slope) = 0,991516507365374 +/- 0,102118036638935--------------------------------------------------------------------------------------Chi^2/doF = 0,0227565817002851R^2 = 0,969159492008879

VALOR DA CONSTANTE k= 0,9915 +/- 0,102VALOR DA CONSTANTE n = -2,736 +/- 0,147