Resumo de Química - Adsorção - Questões Estratégicas
Resumo de Química - Adsorção
A adsorção é um dos processos chamados de fenômenos de superfície ou de interface. Esses fenômenos são aqueles que não ocorrem em toda a matéria, mas apenas na superfície.
No fenômeno de adsorção as moléculas de gases ou líquidos ficam na superfície de alguma substância, geralmente sólida. É um processo que ocorre naturalmente, contudo as indústrias a aperfeiçoaram para a limpeza de resíduos perigosos ou purificação de água potável.
O grau de adsorção de um sólido depende de elementos como temperatura, pressão e área da superfície. Os sólidos porosos são os melhores adsorventes.
Nesse fenômeno, as moléculas de uma substância são atraídas e retidas na superfície de um líquido ou sólido, o que resulta na concentração mais elevada de moléculas nessa superfície.
Adsorvatos é a substância líquida ou gasosa que fica retida na superfície e adsorventes é a substância sólida que provoca a retenção da substância.
O processo inverso é chamado de dessorção, ou seja, liberação de adsorvato da superfície do adsorvente.
Tipos de adsorção
Na adsorção a força que atraem o adsorvato podem ocorrer de duas maneiras: física ou química.
A adsorção de Van der Waals ou física acontece por meio das forças de Van der Waals, isto é, ocorre pela repulsão e dispersão de forças eletrostáticas do tipo dipolo-dipolo ou dipolo induzido.
As moléculas do adsorvente e do adsorvato interagem através das interações de Van der Waals, mas são fracas e não formam ligações químicas.
A fisissorção é um processo reversível, pois não altera as propriedades nem do adsorvato e nem do adsorvente. Ou seja, os materiais mantêm a sua natureza química.
A quimissorção envolve reações químicas que resulta na formação de um composto químico de superfície ou complexo de adsorção.
Diferente da fisissorção, a quimissorção é irreversível, uma vez que ocorre alteração nas moléculas das substâncias envolvidas. Isto quer dizer que o composto pode ser transformado em outro.
A quimissorção é utilizada na separação de misturas e é especifica, pois é necessário que haja interação direcionada entre o adsorvente e o adsorvato. Ou seja, é preciso que eles sejam capazes de se reconhecerem e reagirem.
Por envolver elétrons, a quimissorção é um processo próximo as ligações químicas, mas é um pouco mais fraca.
A quimissorção acontece da seguinte forma: as moléculas ou átomos se unem a superfície do adsorvente por meio de ligações químicas, geralmente por ligação covalente, e se acomodam em sítios que propiciam maiores quantidades de coordenação com o substrato.
O processo de adsorção é muito útil, especialmente em etapas industriais, como tratamento de resíduos industriais, remoção de corantes para recuperação de solventes, filtros e catalisadores de automóveis, tratamento de efluentes, remoção de cores, sabores e odores indesejáveis nos alimentos, etc.
Também é usada em aparelhos simples, como purificadores de água potável, que é feito com o carvão ativado, e nas máscaras de gás.
A adsorção é aplicada até mesmo em situações diárias, como métodos de tingimento de cabelos em que se usam características adsorventes dos fios e no perfume, que tem moléculas responsáveis pelo cheiro adsorvido pela pele.
Além disso, funciona nos catalizadores heterogêneos, adsorvendo as moléculas da superfície e assim enfraquecendo e quebrando as ligações químicas da molécula. Desta forma, a torna apta para outros produtos que sejam do interesse.
O carvão ativado é uma substância adsorvente comumente usado em filtros de barro, pois exerce uma função adsorvente muito forte devido a sua altíssima superfície porosa que potencializa a retenção de substâncias.
O carvão ativado remove fenóis, nutrientes, sólidos em suspensão, matéria orgânica não biodegradável, etc,
Além disso, o carvão também é utilizado na remoção de óleos, cores e odores, servindo no tratamento da água e fabricação de cosméticos e medicamentos.
Diferenças entre adsorção e absorção
Cuidado para não confundir adsorção com absorção. O –d e o –b não são as únicas diferenças entre eles, pois são processos totalmente diferentes.
Na adsorção as substâncias retidas na superfície da outra não ocasionam mudança de volume, enquanto que na absorção a substância é embebida pela outra provocando assim uma alteração no volume.
A absorção é um fenômeno de massa, isto é, acontece em todo o material, assim como a concentração é a mesma em todo o corpo e a taxa permanece durante o processo.
A adsorção é um fenômeno que ocorre apenas na superfície do adsorvente. A concentração nessa área é diferente da massa e a taxa varia, sendo alta no início até chegar ao equilíbrio desejado.