Qual o formato de uma isoterma de Langmuir? Por que possui este formato?
Passo 1
O enunciado pergunta qual é o formato da isoterma de Langmuir e por que ela tem esse formato. O conteúdo envolve adsorção em camada única sobre um número finito de sítios iguais, sem interação entre as moléculas adsorvidas.
Passo 2
A isoterma de Langmuir é dada pela expressão
em que
é a quantidade adsorvida,
é a capacidade máxima (monocamada),
é a constante de afinidade e
é a pressão (ou concentração).
Passo 3
Analisando
:
- Para
, , ou seja, cresce linearmente com . - Para
, , pois o denominador domina e forma um patamar.
Esse comportamento gera uma curva em forma de hipérbole retangular com assíntota horizontal em.
Passo 4
O formato hiperbólico surge porque há um número limitado de sítios idênticos de adsorção: no início, sítios livres são abundantes e adsorção é quase proporcional à pressão; à medida que os sítios se preenchem, fica cada vez mais difícil encontrar lugar livre e a quantidade adsorvida atinge um limite
.
Resposta
A isoterma de Langmuir é uma hipérbole retangular que cresce linearmente em baixas pressões e atinge um platô em
. Ela tem esse formato porque descreve adsorção monomolecular em um número finito de sítios idênticos que, uma vez ocupados, não permitem adsorção adicional.