Adsorção: diferenças entre revisões

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A '''adsorção física''', também chamada fisissorção, é empregada em [[máscaras contra gases]] e na purificação e descoloração de líquidos. Nela as moléculas do adsorvente e do adsorvato interagem por interações de [[van der Waals]], que apesar de serem interações de longo alcance, são fracas e não formam ligações químicas. Uma molécula fisicamente adsorvida retém sua identidade, embora possa ser deformada pela presença dos campos de força da superfície.
 
== Adsorção e IsotérmicaIsoterma de Langmuir ==
 
A adsorção sobre sólidos é um fenômeno de grande importância em química, mais especificamente em físico-química. Quando se expõe um sólido finamente dividido a uma pressão moderada de um gás, geralmente a pressão do gás decresce, indicando que parte das moléculas do gás foram adsorvidas na superfície do sólido. Pelo mesmo motivo observa-se que expondo uma solução de um [[corante]] (ou de uma tinta) ao sólido, a intensidade da coloração da solução decresce acentuadamente. Deve ser salientado também que a ação catalítica de muitas substâncias, no caso da catálise heterogênea, está ligada a estes fenômenos da adsorção.
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A intensidade desses efeitos depende da temperatura, da natureza das substâncias presentes no meio, da pressão do gás, ou da concentração do corante. Um fato bastante importante está relacionado com a superfície do sólido. Quanto mais finamente dividido estiver este sólido, maior será a sua eficiência em adsorver as moléculas presentes no meio.
 
Experimentalmente, as medidas nesses sistemas são feitas em termos de quantidade de substância adsorvida por grama do sólido, com a finalidade de se obter as chamadas isotérmicasisotermas de adsorção. Essas isotérmicasisotermas são gráficos onde estão representados <math>N</math>, número de moles de substância adsorvida por grama de sólido, versus <math>C</math>, concentração de soluto em equilíbrio, ou <math>P</math>, pressão do gás sobre o sólido.<ref>Alan L. Myers, ''Thermodynamics of Adsorption''. Perteneciente a la publicación ''Chemical Thermodynamics for Industry'' - Ed. T.M. Letcher, 2004</ref>
 
Muito se tem feito no sentido de se desenvolver uma teoria para explicar os fatos experimentais observados. Para sistemas mais simples, uma teoria desenvolvida por Langmuir é feita a seguir:
Linha 36:
:<math>K = \frac{\theta}{(1- \theta)P}</math> ou seja <math>KP = \frac{\theta}{(1- \theta)}</math>
 
que é a expressão da isotérmicaisoterma de Langmuir.
 
Rearranjando, em termos de <math>\theta</math>, a equação fica:
Linha 42:
:<math>\theta = \frac{KP}{(1+KP)}</math>
 
Para o caso de adsorção em solução, a isotérmicaisoterma continua válida, devendo somente substituir <math>P</math>, pressão do gás, por <math>C</math>, a concentração do soluto na solução.
 
Pode-se escrever ainda que:
Linha 59:
:<math>\frac{C}{N} =\frac{1}{KN_m} + \frac{C}{N_m}</math>
 
que é a forma mais usual da isotérmicaisoterma da Langmuir.
 
Dessa expressão tem-se que a isotérmicaisoterma de adsorção de Langmuir representa de um modo adequado um processo de adsorção, então um gráfico <math>C/N \times C</math> deverá resultar numa reta, cujo coeficiente angular será igual a <math>1/N_m</math> e o coeficiente linear será igual a <math>1/KN_m</math>.
 
Tendo os valores de <math>N_m</math> e conhecendo s, a área ocupada por uma molécula adsorvida na superfície do sólido, então a área específica (em metros quadrados por grama) da superfície do sólido será: