ADSORÇÃO: DEFINIÇÃO E CARACTERÍSTICAS

A adsorção apresenta aplicações práticas na indústria e na proteção ambiental, sendo útil em vários setores. Esse processo é um dos mais eficientes no tratamento de água.

A adsorção é um processo de transferência de massa, onde é observado a capacidade de alguns sólidos de se concentrarem na superfície de determinadas substâncias que estão presentes em fluidos (líquidos ou gases), fazendo com que ocorra a separação. O sólido sobre o qual ocorre a adsorção é o denominado adsorvente, enquanto as moléculas retidas pela superfície são denominadas adsorvatos.

Dependendo da natureza das forças envolvidas, a adsorção pode ser classificada quanto a sua intensidade em dois tipos: adsorção física e adsorção química, porém em alguns casos ambas podem ocorrer simultaneamente.

Adsorção física ou fisissorção

É um fenômeno exotérmico e reversível. É causada por uma diferença de energia e/ou forças de van der Waals, onde ocorre uma interação dipolo-dipolo e forças de polarização envolvendo dipolo induzido. É o princípio utilizado na maioria dos processos de purificação e separação.

Adsorção química ou quimissorção

É um processo irreversível e geralmente é exotérmico. Ocorre devido as ligações químicas covalentes de moléculas ou átomos unindo-se a superfície do adsorvente, e ela pode ser decomposta em virtude de forças de valência dos átomos da superfície, chamado de efeito catalítico.

Na tabela abaixo temos a comparação entre a intensidade das forças envolvidas:

Vários fatores interferem no processo de adsorção, como:

  • Área superficial: A intensidade da adsorção é proporcional a área superficial, pois como esse processo ocorre na superfície da partícula se essa for muito grande, a superfície interna dela não sofre adsorção.
  • Propriedade do adsorvente: A capacidade e taxa de adsorção dependem da área superficial específica, porosidade, volume específico de poros, distribuição do tamanho de poros, dos grupos funcionais presentes na superfície do adsorvente e da natureza do material precursor.
  • Propriedades do adsorvato: Devido a polaridade presente nas moléculas, elas terão afinidade melhor conforme a polaridade do adsorvato. Um exemplo disso é que grupos polares tem melhor interação com íons metálicos.
  • Temperatura: A temperatura influencia principalmente nas constantes de velocidade de adsorção. Através do acompanhamento da adsorção com o tempo, em diferentes temperaturas obtemos várias constantes de velocidade de adsorção.
  • pH: Determina a carga da superfície do adsorvente e governa as interações eletrostáticas entre o adsorvente e o adsorvato, determinando assim o grau de distribuição das espécies químicas. A intensidade desse efeito pode ser maior ou menor conforme o adsorvente.
  • Equilíbrio das espécies: A distribuição da espécie é dependente do pH e que a variação do pH vai favorecer a formação de uma espécie em relação a outras.

A adsorção tem muitas características e fatores que a influenciam, sendo assim pode ser bastante estudada para ser aprimorada em algum processo que já se utiliza da adsorção, ou aplicar ela em um novo processo que ainda não utiliza dessa ferramenta. Por conta disso, é um assunto de grande interesse no meio acadêmico e industrial.

REFERÊNCIAS:

Atividades experimentais simples envolvendo a adsorção sobre carvão.

Adsorção: aspectos teóricos e aplicações ambientais.

Estudo da adsorção do corante azul de metileno por um resíduo sólido da indústria de suco de maçã.

Remoção de boro de águas e efluentes de petróleo por adsorção.