Pós-graduação

Pós-graduaçãoQuímica FísicaQuímica de superfícies e coloidal


Isoterma de absorção


As isotermas de absorção são importantes para entender como as substâncias aderem às superfícies. Ao estudar essas curvas, obtemos informações sobre as interações em andamento e a capacidade da superfície de reter moléculas. Este conhecimento é particularmente importante em áreas como catálise, design de sensores e esforços de limpeza ambiental.

O que é adsorção?

Adsorção é um processo no qual moléculas (o "adsorbeno") se acumulam na superfície de um sólido ou líquido (o "adsorvente"). Este processo é diferente da absorção, onde uma substância penetra uma porção maior da substância.

Compreendendo as isotermas de absorção

A isoterma de adsorção mostra a relação entre a quantidade de adsorbeno no adsorvente e a concentração (ou pressão) do adsorbeno a uma temperatura constante. Ao investigar a isoterma de adsorção, podemos obter informações valiosas sobre o processo de adsorção e as características do material adsorvente.

Tipos de isotermas de absorção

Existem vários modelos bem conhecidos para isotermas de adsorção. Os mais comuns são as isotermas de Langmuir, Freundlich e BET.

Isoterma de Langmuir

Este modelo assume uma única camada de moléculas de adsorbeno em uma superfície adsorvente homogênea que possui um número finito de sítios idênticos. A equação da isoterma de Langmuir é:

θ = (K * P) / (1 + K * P)

Onde:

  • θ é a fração da superfície coberta pelo adsorvato.
  • P é a pressão da substância adsorvida.
  • K é a constante de Langmuir.
Ponto de Langmuir Pressão (P) Cobertura da superfície (θ) Ilustração da isoterma de Langmuir

Isoterma de Freundlich

Ao contrário do modelo de Langmuir, a isoterma de Freundlich descreve a adsorção em superfícies heterogêneas. A equação é:

q_e = K_F * C_e^(1/n)

Onde:

  • q_e é a quantidade de adsorvato por unidade de massa de adsorvente.
  • C_e é a concentração de equilíbrio do adsorvato.
  • K_F e n são constantes empíricas.
Concentração de equilíbrio (C e ) Dose absorvida (q_e) Ilustração da isoterma de Freundlich

Isoterma BET

A isoterma BET (Brunauer, Emmett e Taylor) estende a teoria de Langmuir para adsorção em multicamadas e é comumente usada para superfícies com clusters de sítios de adsorção idênticos. A equação BET é:

(1/X)((P_0/P) - 1) = 1/(X_m * C) + ((C - 1)/(X_m * C))(P/P_0)

Onde:

  • X é a massa da substância adsorvida.
  • P é a pressão da substância adsorvida.
  • P_0 é a pressão de saturação do adsorvato.
  • X_m é a massa de uma única camada de adsorvato.
  • C é a constante BET.
(P/P0) 1/(x ((p0/p) - 1)) Ilustração da isoterma BET

Aplicações da isoterma de adsorção

As isotermas de adsorção são amplamente utilizadas em várias aplicações científicas e industriais. Elas ajudam a:

  • Projetar catalisadores eficientes.
  • Purificação de gases e líquidos.
  • Preparação de produtos farmacêuticos e cosméticos.
  • Controle da poluição ambiental.

Conclusão

Compreender as isotermas de adsorção é essencial para uma variedade de disciplinas científicas. Quer você esteja estudando sua base teórica ou aplicando-as a problemas do mundo real, essas ferramentas fornecem informações valiosas sobre como as moléculas interagem com as superfícies.


Pós-graduação → 1.6.1


U
username
0%
concluído em Pós-graduação


Comentários