Considere que a adsorção de moléculas de
em sítios ativos de um catalisador a base de platina possa ocorrer de 2 formas.
Para o
caso deduza uma expressão para
e para
.
Passo 1
Beleza, o enunciado pede pra gente cuidar do caso dissociativo:
H₂ + 2 S ⇌ 2 H S
– Matéria: isoterma de Langmuir para adsorção dissociativa.
– O que a gente vai usar: constante de equilíbrio (K), definição de cobertura (θ), e relação entre volume adsorvido e θ.
H₂ + 2 S ⇌ 2 H S
– Matéria: isoterma de Langmuir para adsorção dissociativa.
– O que a gente vai usar: constante de equilíbrio (K), definição de cobertura (θ), e relação entre volume adsorvido e θ.
Passo 2
Definindo a constante de equilíbrio para
temos
Isso vem direto da lei das massas (lembre que a pressão de H₂ entra como concentração gasosa).
Passo 3
Agora, vamos ligar isso à cobertura do catalisador.
– Seja a concentração total de sítios livres + ocupados.
– = conc. de sítios livres.
– = conc. de sítios ocupados por H.
Define cobertura
– Seja
–
–
Define cobertura
Da relação de equilíbrio:
substitui
e
:
Passo 4
Resolvendo para θ:
Como
Passo 5
Agora a expressão para
.
Usamos o truque padrão: volume adsorvido é proporcional à cobertura, digamos
Usamos o truque padrão: volume adsorvido é proporcional à cobertura, digamos
onde
$$\frac{P_{H_2}}{V_{\rm ADS}}=\frac{P_{H_2}}{V_m,\theta}
=\frac{P_{H_2}}{V_m};\frac{1+\sqrt{K,P_{H_2}}}{\sqrt{K,P_{H_2}}}
=\frac{P_{H_2}}{V_m}+\frac{1}{V_m,K{1/2}};P_{H_2}{1/2},. $$
Resposta
C_H.S =
e
$\displaystyle \frac{P_{H_2}}{V_{\rm ADS}}
=\frac{P_{H_2}}{V_m}+\frac{1}{V_m,K{1/2}},P_{H_2}{1/2},. $
e
$\displaystyle \frac{P_{H_2}}{V_{\rm ADS}}
=\frac{P_{H_2}}{V_m}+\frac{1}{V_m,K{1/2}},P_{H_2}{1/2},. $