Quais são as características da isoterma de Langmuir?
Passo 1
O enunciado pede para listar as características principais da isoterma de Langmuir. O conteúdo é o modelo de adsorção de Langmuir, que descreve como moléculas de um adsorvato se ligam a uma superfície sólida em presença de um fluido. Para resolver, vamos usar os pressupostos cinético-estatísticos de Langmuir e apresentar a equação resultante.
Passo 2
Langmuir assume que a adsorção ocorre em um número finito de sítios discretos na superfície, cada sítio comporta no máximo uma molécula de adsorvato. Isso implica cobertura de camada monomolecular: não há formação de segunda camada adsorvida sobre as moléculas já fixadas.
Passo 3
A superfície é considerada energeticamente homogênea, ou seja, todos os sítios de adsorção têm a mesma afinidade pelo adsorvato. Consequentemente, a energia de adsorção não varia com a fração de cobertura.
Passo 4
Não há interações entre moléculas adsorvidas em sítios vizinhos. Cada molécula se adsorve de forma independente das demais, de modo que a ocupação de um sítio não altera a probabilidade de adsorção nos sítios adjacentes.
Passo 5
O processo é reversível e atinge um equilíbrio dinâmico entre taxa de adsorção e taxa de dessorção. A partir desse equilíbrio, obtém-se a equação de Langmuir:
onde
é a quantidade adsorvida por massa de sólido em equilíbrio,
é a concentração em fase fluida em equilíbrio,
é a capacidade máxima de monocamada e
é a constante de afinidade.