EXPERIMENTO 09: ADSORÇÃO DO ÁCIDO ACÉTICO EM CARVÃO ATIVADO

[pic 1]          Universidade Federal de Uberlândia            [pic 2]
Instituto de Química
Bacharelado em Química Industrial

Disciplina: Físico-Química Experimental

Docente: Guimes Rodrigues Filho

EXPERIMENTO 09:

ADSORÇÃO DO ÁCIDO ACÉTICO EM CARVÃO ATIVADO

Caroline Silva de Freitas

Gabriela Lucindo Nunes

Isabella Jacomini Piassa

Rodrigo Gonçalves Franco

Uberlândia - MG

Junho/2018

1. Objetivo

Determinar a isoterma de adsorção do ácido acético sobre a superfície de carvão ativo e discutir quais fatores que podem influenciar na adsorção.

1. Resultados e discussões

Inicialmente, preparou-se uma solução de ácido acético de concentração 2,0 mol.L-1 em um balão de 250 mL a partir de uma solução estoque de densidade 1, 05 g.mL-1 e título de 99,7%, sabendo-se que a massa molar do ácido acético é 60,0520 g.mol-1 [1].

Os cálculos abaixo demonstram que 28,5 mL foi o volume necessário da solução estoque para preparar a solução de 2,0 mol.L-1 de ácido acético.

60,0520 g.mol-1 ___ 100 %            1 mL ___ 1,05 g                57 mL ___ 1 mol

           x g.mol-1 ___ 99,7 %           y mL ___ 59,9 g                  z mL ___ 2,0 mol

         x = 59,9 g.mol-1                          y = 57 mL                           z = 114 mL

                                         

                                                  114 mL ___ 1000 mL

                                                     w mL ___ 250 mL

w = 28,5 mL de solução estoque para 2 mol.L-1 de ácido acético

Da solução preparada de ácido acético, retirou-se uma alíquota de 5,0 mL para ser padronizada a partir da titulação com NaOH a 1,0 mol.L-1 (Fator de correção = 1,00375). Os volumes de NaOH gastos na titulação estão expressos na Tabela 1.

Tabela 1 – Volumes gastos de NaOH para padronização da solução de CH3COOH 2 mol.L-1.

Titulação	Volume gasto de NaOH (mL)
1	9,60
2	9,80
3	9,70
Média	9,70

Sabendo-se que a solução de NaOH possuía um fator de correção igual a 1,00375, tem-se que sua concentração real era de  1.00375 mol L-1. A partir dessa concentração e tendo conhecimento de que a reação que ocorre durante a titulação possui estequiometria de 1:1, conforme Equação 1, foi possível calcular a concentração real da solução de ácido acético.

              CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(l)                 (1)

Conforme a estequiometria da reação 1:1, o número de mols de NaOH é igual ao número de mols de CH3COOH. Utilizando a Equação 2, calculou-se o número de mols de CH3COOH contidos em 5,0 mL da alíquota e determinou-se também a sua concentração molar real e, a partir desta, calculou-se o fator de correção através da Equação 3. Os exemplos de cálculo estão dispostos abaixo.

                                                                                                         (2)[pic 3]

                                                   

                                                                                                          (3)[pic 4]

• Cálculo do número de mols de CH3COOH () para a 1ª titulação[pic 5]

[pic 6]

• Cálculo da concentração de CH3COOH () para a 1ª titulação[pic 7]

[pic 8]

• Cálculo do fator de correção do CH3COOH () para a 1ª titulação[pic 9]

        Temos que  é a concentração da solução de CH3COOH preparada anteriormente, ou seja, . [pic 10][pic 11]

[pic 12]

Após os cálculos feitos, os valores de ,  e  foram dispostos na Tabela 2. E, portanto, foram obtidos fator de correção médio igual a 0,97 e concentração real de CH3COOH média de 1,95 mol.L-1.[pic 13][pic 14][pic 15]

Tabela 2 – Valores de ,  e  correspondente a cada titulação.[pic 16][pic 17][pic 18]

Titulação	(mol)[pic 19]	(mol.L-1)[pic 20]	[pic 21]
1	9,64 x 10-3	1,93	0,96
2	9,84 x 10-3	1,97	0,98
3	9,74 x 10-3	1,95	0,97
Média	9,74 x 10-3	1,95	0,97

Analisando agora o processo de adsorção do ácido acético em carvão ativado, preparou-se 5 frascos contendo 100 mL cada diferentes concentrações de solução de CH3COOH (1,95, 0,7, 0,25, 0,10 e 0,05 mol.L-1), obtidas a partir da solução de 2,0 mol.L-1, juntamente com 2,0 gramas de carvão ativado os quais foram deixados em repouso por 7 dias.

Passados 7 dias, foi avaliado a quantidade de ácido adsorvido em carvão ativado titulando alíquotas dos 5 frascos com solução de NaOH 1,0 mol.L-1 (Fator de correção = 1,00375). A Tabela 3 apresenta as concentrações de CH3COOH (), as alíquotas utilizadas na titulação e o volume de NaOH gastos na titulação das soluções após filtragem.[pic 22]