Indique uma aplicação para a adsorção em formato BET.
10) 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 exercício trata de dois pontos de adsorção. Primeiro, pede para indicar uma aplicação da técnica de adsorção segundo o método BET (Brunauer–Emmett–Teller), que é usada para caracterizar materiais porosos. Em seguida, no caso do carvão ativado removendo benzeno, pergunta qual o tipo de interação (ligação) que ocorre entre adsorvente e adsorvato.

Passo 2

O método BET é amplamente aplicado para determinar a área de superfície específica de sólidos porosos. Por exemplo, é muito usado para caracterizar catalisadores sólidos, no desenvolvimento de materiais de carbono (carvões ativados, grafenos e nanotubos) ou para avaliar o grau de porosidade de argilas e zeólitas. Nesse método, uma camada mono-molecular de gás inerte (como \mathrm{N_2}) é adsorvida na superfície do sólido, e, a partir da isoterma de adsorção, calcula-se a área total disponível.

Passo 3

No caso do carvão ativado adsorvendo benzeno, a interação entre adsorvente e adsorvato ocorre via adsorção física (física-sorção), que envolve forças de van der Waals. Mais especificamente, são forças de dispersão de London (dipolo induzido–dipolo induzido) que mantêm as moléculas de benzeno aderidas à superfície do carvão.

Resposta

Aplicação BET: determinação da área de superfície específica de sólidos porosos (por exemplo, catalisadores ou carvões ativados) a partir da isoterma de adsorção de \mathrm{N_2}.
Tipo de ligação no carvão ativado/benzeno: forças de van der Waals (forças de dispersão de London – adsorção física).

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