A Adsorção

RESUMO DE ADSORÇÃO

A adsorção é uma operação de transferência de massa, a qual

estuda a habilidade de certos sólidos em concentrar na sua superfície

determinadas substâncias existentes em fluidos líquidos ou gasosos,

possibilitando a separação dos componentes desses fluidos. Maior a área, mais favorável é o processo.

Mecanismo estérico: poros do adsorvente possui dimensões caracterpisticas que permite que determinadas moléculas entrem.

Mecanismo de equilíbrio: habilidade do adsorvente em acomodar diferentes adsorbatos.

Mecanismo cinético: relacionado com a difusividade das espécies nos poros do adsorvente.

Dependendo da intensidade das forças envolvidas: quimissorção e fisissorção. Calor envolvido na fissisorção é menor

Física: forças fracas, atribuídas às forças de Van der Wals. Ocorre em toda a superfície do adsorvente (não localizada). Possibilidade de várias camadas de adsorbato.

Química: envolve ligações iônicas ou moleculares entre o adsorvente e o adsorbato, resultando em uma ligação química. Ocorre apenas em sítios ativos (localizada).

A adsorção química é altamente específica e nem todas as superfícies

sólidas possuem sítios ativos capazes de adsorver quimicamente o adsorvato. Deve-se ressaltar que nem todas as moléculas presentes no fluido podem ser adsorvidas quimicamente, somente aquelas capazes de se ligar ao sítio ativo. A adsorção física, diferentemente da adsorção química, é inespecífica.

Fatores que influenciam:

Área superficial: proporcional à intensidade de adsorção, pois é um fenômeno de superfície.

Propriedades do adsorvente: área superficial, porosidade, tamanho dos poros, grupos funcionais presentes.

Propriedades do adsorbato: Tamanho da espécie, polaridade (vai promover maior afinidade pelo solvente ou adsorvente).

Temperatura: Um aumento da temperatura aumenta a taxa de difusão das moléculas do adsorvato em toda camada limite externa e interna nos poros da partícula do adsorvente, devido à diminuição na viscosidade da  solução. Um aumento da temperatura pode produzir uma desobstrução de poros no interior da estrutura do adsorvente, permitindo a penetração de moléculas maiores do adsorvato.

pH: Para

valores de pH inferiores ao pHPZC, a carga superficial é positiva e a

adsorção de ânions é favorecida; e para valores de pH superiores ao

pHPZC, a carga superficial é negativa e a adsorção de cátions é favorecida. importância

desta variável na adsorção é que as cargas do adsorvato e do adsorvente

devem ser opostas para que haja uma maior interação eletrostática

entre ambos.

O processo de adsorção ocorre até o equilíbrio, ou seja, a difusão das moléculas do solvente para o sólido vão ocorrer até que as concentrações no solvente e sólido se igualem. Nesse momento é determinada a capacidade de adsorção. A quantidade de adsorbato (Ce) removida da solução é a igual à presente no adsorvente.

Isotermas de adsorção: influência da temperatura no fenômeno.

Cinética de adsorção é expressa como a taxa de remoção do

adsorvato na fase fluida em relação ao tempo, envolvendo a transferência

de massa.

Em princípio, a cinética de adsorção pode

ser conduzida por diferentes processos:

a) Transferência de massa externa: a qual corresponde a transferência

de moléculas da fase fluida para superfície externa da partícula

adsorvente, por intermédio de uma camada de fluido que envolve

a partícula. Um aumento na concentração do soluto aumenta adsorção.