Adsorção de ácidos carboxílicos em carvão ativado: comparação das isotermas de Freundlich e Freundlich estendida.

• Main Author: Josiane de Castro Dias
• Other Authors: Koshun Iha
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Tecnológico de Aeronáutica 1998
• Subjects: Carvão ativado; Ácidos; Adsorção; Química de superfícies; Materiais; Engenharia química
• Online Access: http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=1415

No presente trabalho foi estudada a adsorção dos ácidos alifáticos monocarboxílicos (fórmico, acético e propiônico) em soluções aquosas em vários materiais. O fenômeno da adsorção ocorre normalmente em sistemas físicos, químicos e biológicos assim como em operações que empregam sólidos, como carvão ativado, são amplamente utilizadas com fins industriais, como por exemplo, para purificação das águas de abastecimento e águas residuais. O processo de adsorção envolve a separação de uma substância pertencente a uma fase acompanhada pelo seu acúmulo ou no aumento de sua concentração à superfície de outra fase. A adsorção física é causada principalmente por forças de van de Waals e força eletrostática entre as moléculas do adsorbato e os átomos que compõem a superfície do adsorvente. Dessa forma, os adsorventes podem ser caracterizados através de propriedades de superfície como área superficial e polaridade. Quanto maior a área superficial específica maior será a sua capacidade de adsorção. Como a polaridade de superfície tem um papel importante nos estudos de adsorção e os materiais carbonáceos são tipicamente adsorventes não-polares, estes adsorventes têm mais afinidade com hidrocarbonetos que as moléculas de água. Os ácidos carboxílicos possuem dois grupos: metil e carboxílico. Então, pode-se presumir que em um filme saturado as moléculas dos ácidos são orientadas perpendicularmente para a superfície do carvão ativado com a ponta do hidrocarboneto em contato com esta superfície enquanto a parte terminal do grupo carboxílico direcionada para o meio da solução. A teoria do potencial de adsorção de Polanyi não pode ser aplicada no presente trabalho porque ela é empregada apenas aos adsorbatos cujas solubilidades são pequenas no solvente. A solubilidade dos ácidos fórmico, acético e propiônico em água é muito elevada. Os dados experimentais foram bem ajustados com a utilização da isoterma de Freundlich e da isoterma de Freundlich estendida. Na caracterização do carvão ativo foram utilizadas análises como as termogravimétricas, dispersão por raios-X e micrografia eletrônica de modo a explicar o comportamento dos carvões tipo granular e cilíndrico e também do carvão reutilizado após tratamento, frente à adsorção de soluções de ácidos monocarboxílicos. Os dados de adsorção, nas diversas temperaturas, foram determinados por análises volumétricas, seguindo-se o enfoque do comportamento das constantes da isoterma de Freundlich em função da temperatura, do tratamento dado ao carvão reutilizado e propriedades da solução. Deste modo, as quantidades de ácido adsorvidas pelo carvão ativado estão relacionadas com a polaridade, área superficial e volume dos poros do adsorvente e temperatura na qual ocorre o processo de adsorção.