A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Adsorção de Gases sobre Superfícies Sólidas Caracterização Física da Superfície de sólidos.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Adsorção de Gases sobre Superfícies Sólidas Caracterização Física da Superfície de sólidos."— Transcrição da apresentação:

1 Adsorção de Gases sobre Superfícies Sólidas Caracterização Física da Superfície de sólidos

2 Três parâmetros principais: –Área da superfície específica (m 2 /g) –Porosidade –Distribuição de tamanho de poro

3 O que é a adsorção? Desde dos tempos bíblicos: Uso de um sólido para reter substâncias contidas dentre de líquidos ou gases Adsorção: separação preferencial de uma substancia contida numa fase líquida ou gasosa Carvão (origem aninal): descoloração de soluções de açúcar e outros alimentos Carvão ativado: remoção de gases neurotóxicos dos campos de batalha Hoje milhões de aplicações: purificação, separação Aplicações nas áreas da física, biológica e química A nível industrial: carvão ativado e resinas sintéticas são usadas em grande escala para a purificação da água e o tratamento de rejeitos.

4 Processo de Adsorção N.B.: absorção : o material transferido de uma fase para a outra (exemplo um líquido) interpenetra a segunda fase para formar uma solução. Separação de uma substância de uma fase Acumulação ou aumento da concentração desta substância sobre uma superfície de um outro composto A fase que adsorve é o adsorvente O material concentrado é o adsorbato

5 Adsorção Física Principalmente causada por forças de van der Waals e forças eletrostáticas as moléculas do adsorbato átomos que compõem a superfície do adsorvente Características de tais adsorventes: Área superficial e polaridade

6 Área Superficial Vantagem de grande área superficial: Fornece uma grande capacidade de adsorção Uma grande superfície interne num volume limitado presença de uma grande quantidade de poros de pequeno tamanho entre as superfícies de adsorção. Superfície dos poros Superfície não porosa

7 Presença dos poros Zeólitas e peneira molecular a base de carvão podem ser concebidas especificamente com um tamanho de poros e uma distribuição de tamanho de poros de maneira a atuar para uma separação específica O tamanho dos microporos determina a acessibilidade das moléculas de adsorbato para a superfície interna de adsorção Assim o tamanho dos poros e sua distribuição é uma propriedade importante para caracterizar o poder de adsorção do adsorvente

8 Polaridade Adsorventes não-polares : chamados de hidrofóbicos Mais afinidade com óleos e hidrocarbonetos do que com água Exemplos : adsorventes carbonados, adsorventes poliméricos, silicalitas Adsorventes polares : chamados de hidrofílicos afinidade com uma substância polar: água e os álcoois Exemplos : Aluminosilicatos (zeólitas), Alumina porosa, Silica gel ou sílic-Alumina

9 Classificação dos Poros pelo tamanho do poro (IUPAC): Microporos 0 ~ 2 nm (0 ~ 20 Å) Mesoporos 2 ~ 50 nm (20 ~ 500 Å) Macroporos 50 ~ 7500 nm (0,05 µm ~ 7,5 µm ) Megaporos > 7500 nm ( > 7,5 µm )

10 Isotermas de Adsorção Medida a Temperatura constante do volume adsorvido (V ads ) na superfície em função da Pressão do gás adsorvido Gás adsorvido N 2 T= 77 K A 77K e P = 1 atm equilíbrio entre N 2 liquido e N 2 gás ou A 77K a pressão de condensação de N 2 é 1 atm Medidas de adsorção do gás para P < 1 atm Escala de Pressão P/P o : 0 - 1

11 Medida experimental P/P o V ads mL/g (SPT)

12 Classificação das isotermas de Adsorção Brunauer, Deming, Deming e Teller (BDDT) 5 tipos

13 Condensação Capilar

14 Fenômeno de Histeresis Curvas de Adsorção e de Dessorção Material poroso Poros cilíndricos Raio r Sólido teórico

15 Curvas de Dessorção

16 Exemplos de Sílica Macroporosa Isoterma tipo 2 Formação de multicamadas Condensação somente ocorre com P/Po próximas de 1 Isoterma de sílica macroporosa (D > 50 nm):

17 Exemplo de Sílica Microporosa Isoterma do tipo 1 Enchimento gradual dos microporos com o adsorbato a baixa pressão relativa Sem histerese Isoterma de sílica microporosa (D < 2 nm):

18 Exemplo de Sílica Mesoporosa Isoterma do tipo 4 Multicamada de adsorbado Acima de P/Po = 0,4 há aumento de gás adsorvido Perfil horizontal da curva próxima a P/Po =1 poros cheios com adsorbato líquido. Há histerese: o loop formado Isoterma de sílica mesoporosa (D 2~50 nm):


Carregar ppt "Adsorção de Gases sobre Superfícies Sólidas Caracterização Física da Superfície de sólidos."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google