Resumo de Química - Adsorção

A adsorção é um dos processos chamados de fenômenos de superfície ou de interface. Esses fenômenos são aqueles que não ocorrem em toda a matéria, mas apenas na superfície.

No fenômeno de adsorção as moléculas de gases ou líquidos  ficam na superfície de alguma substância, geralmente sólida. É um processo que ocorre naturalmente, contudo as indústrias a aperfeiçoaram para a limpeza de resíduos perigosos ou purificação de água potável.

O grau de adsorção de um sólido depende de elementos como temperatura, pressão e área da superfície. Os sólidos porosos são os melhores adsorventes.

Nesse fenômeno, as moléculas de uma substância são atraídas e retidas na superfície de um líquido ou sólido, o que  resulta na concentração mais elevada de moléculas nessa superfície.

Adsorvatos é a substância líquida ou gasosa que fica retida na superfície e adsorventes é a substância sólida que provoca a retenção da substância.

O processo inverso é chamado de dessorção, ou seja,  liberação de adsorvato da superfície do adsorvente.

Tipos de adsorção

Na adsorção a força que atraem o adsorvato podem ocorrer de duas maneiras: física ou química.

Fisissorção

A adsorção de Van der Waals ou física acontece por meio das forças de Van der Waals, isto é, ocorre pela repulsão e dispersão de forças eletrostáticas do tipo dipolo-dipolo ou dipolo induzido.

 As moléculas do adsorvente e do adsorvato interagem através das interações de Van der Waals, mas são fracas e não formam ligações químicas.

A fisissorção é um processo reversível, pois não altera as propriedades nem do adsorvato e nem do adsorvente. Ou seja, os materiais mantêm a sua natureza química.

Quimissorção

A quimissorção envolve reações químicas que resulta na formação de um composto químico de superfície ou complexo de adsorção.

Diferente da fisissorção, a quimissorção é irreversível, uma vez que ocorre alteração nas moléculas das substâncias envolvidas. Isto quer dizer que o composto pode ser transformado em outro.

A quimissorção é utilizada na separação de misturas e é especifica, pois é necessário que haja interação direcionada entre o adsorvente e o adsorvato. Ou seja, é preciso que eles sejam capazes de se reconhecerem e reagirem.

Por envolver elétrons, a quimissorção é um processo próximo as ligações químicas, mas é um pouco mais fraca.

A quimissorção acontece da seguinte forma: as moléculas ou átomos se unem a superfície do adsorvente por meio de ligações químicas, geralmente por ligação covalente, e se acomodam em sítios que propiciam maiores quantidades  de coordenação com o substrato.

Aplicações

O processo de adsorção é muito útil, especialmente em etapas industriais, como tratamento de resíduos industriais, remoção de corantes para recuperação de solventes, filtros e catalisadores de automóveis, tratamento de efluentes,  remoção de cores, sabores e odores indesejáveis nos alimentos, etc.

Também é usada em aparelhos simples, como purificadores de água potável, que é feito com o carvão ativado, e nas máscaras de gás.

A adsorção é aplicada até mesmo em situações diárias, como métodos de  tingimento de cabelos em que se usam características adsorventes dos fios e no perfume, que tem moléculas responsáveis pelo cheiro adsorvido pela pele.

Além disso, funciona nos catalizadores heterogêneos, adsorvendo as moléculas da superfície e assim enfraquecendo e quebrando as ligações químicas da molécula. Desta forma, a torna apta para outros produtos que sejam do interesse.

Carvão ativado

O carvão ativado é uma substância adsorvente comumente usado em filtros de barro, pois exerce uma função adsorvente muito forte devido a sua altíssima superfície porosa que potencializa a retenção de substâncias.

O carvão ativado remove fenóis, nutrientes, sólidos em suspensão, matéria orgânica não biodegradável, etc,

Além disso, o carvão também é utilizado na remoção de óleos, cores e odores, servindo no tratamento da água e fabricação de cosméticos e medicamentos.

Diferenças entre adsorção e absorção

Cuidado para não confundir adsorção com absorção. O –d e o –b não são as únicas diferenças entre eles, pois são processos totalmente diferentes.

Na adsorção as substâncias retidas na superfície da outra não ocasionam mudança de volume, enquanto que na absorção a substância é embebida pela outra provocando assim uma alteração no volume.

A absorção é um fenômeno de massa, isto é, acontece em todo o material, assim como a concentração é a mesma em todo o corpo e a taxa permanece durante o processo.

A adsorção é um fenômeno que ocorre apenas na superfície do adsorvente. A concentração nessa área é diferente da massa e a taxa varia, sendo alta no início até chegar ao equilíbrio desejado.

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