O carvão ativado é um material que possui elevado teor de carbono, sendo muito utilizado para a remoção de compostos orgânicos voláteis do meio, como o benzeno. Para a remoção desses compostos, utiliza-se a adsorção. Esse fenômeno ocorre por meio de interações do tipo intermoleculares entre a superfície do carvão (adsorvente) e o benzeno (adsorvato, substância adsorvida). No caso apresentado, entre o adsorvente e a substância adsorvida ocorre a formação de qual tipo de ligação?
Passo 1
O enunciado descreve o uso de carvão ativado como adsorvente para remover benzeno por adsorção, ou seja, o benzeno (adsorvato) fica preso à superfície do carvão (adsorvente) por interações intermoleculares. A pergunta é: que tipo de “ligação” se forma entre superfície de carbono e molécula de benzeno?
Passo 2
Em adsorção existem dois regimes principais:
- Quimissorção, que envolve formação de ligações covalentes ou iônicas fortes entre adsorvente e adsorvato.
- Fisissorção, que envolve forças intermoleculares fracas, sem formação de ligações químicas verdadeiras.
Passo 3
O benzeno é uma molécula não polar e a superfície do carvão ativado também é essencialmente apolar. Logo, não há troca de elétrons ou compartilhamento de pares que caracterizem quimissorção. O aderimento do benzeno dá-se por flutuações eletrônicas que induzem dipolos temporários em ambas as superfícies, gerando forças de atração fracas, mas cooperativas.
Passo 4
Esse mecanismo corresponde à fisissorção, mediada por forças de Van der Waals, mais precisamente pelas forças de dispersão de London (dipolo induzido–dipolo induzido).
Resposta
Forma-se, portanto, interação de fisissorção, ou seja, forças de Van der Waals (forças de dispersão de London).