(4.8) A um determinado volume de uma solução aquosa
de um corante orgânico adicionam-se 5 kg de diatomita de alta capacidade de adsorção verificando-se que, uma vez atingido o equilíbrio, a concentração do corante havia baixado para o valor
. Posteriormente, o volume da solução em contato com a diatomita foi duplicado pela adição de água e, quando o equilíbrio foi novamente atingido, verificou-se que a concentração do corante havia baixado para
. Sabe-se que o sistema obedece à isoterma de Freundlich e que os resultados anteriores foram obtidos a
. Calcule o valor do parâmetro exponencial da isoterma.
Resposta: n=1,411
Resposta: n=1,411
Passo 1
O enunciado dá uma solução inicial de corante com concentração
em contacto com
de diatomita. No primeiro equilíbrio a concentração final é
. Em seguida dobra‐se o volume por adição de água e, no segundo equilíbrio, a concentração final fica em
. O sistema segue a isoterma de Freundlich na forma
onde
é a quantidade adsorvida por massa. Nosso objetivo é determinar o expoente
.
Passo 2
Calculemos a carga adsorvida por massa no primeiro equilíbrio,
. Se o volume inicial é
, o total de mols adsorvidos é
logo
Passo 3
Após o primeiro equilíbrio diluímos para
sem adicionar mais corante. Imediatamente após a diluição a concentração no líquido cai para
, mas em seguida atingimos um novo equilíbrio em
. Houve dessorção de corante: a quantidade final na solução é
e a que havia imediatamente após a diluição era
Portanto a dessorção foi
de mols, reduzindo a carga adsorvida para
e
Passo 4
Pela isoterma de Freundlich
vale
Como
temos