Capítulo 4

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1 Adsorção 
Resumo 
Este experimento apresenta o procedimento para o estudo do processo de adsorção 
utilizando-se como adsorvente o carvão ativado e um adsorbato. A adsorção é uma das 
operações unitárias mais utilizadas em unidades de tratamento de efluentes oriundos, 
em sua maioria, de indústrias têxteis, visando a sua descoloração. Em relação a outros 
processos, apresenta-se como um método de custos moderados, além de um menor 
investimento, menor tempo de processamento e possibilidade de reaproveitamento da 
água. Através da análise visual, será possível analisar a eficiência do processo, bem 
como os parâmetros que o influenciam como: concentração do adsorbato, pH, tamanho 
da partícula, tempo de contato e outros. 
4.1 Objetivo 
Realizar o estudo de equilíbrio de adsorção de uma solução, tendo como agente 
adsorvente o carvão ativado. 
4.2 Introdução 
A adsorção é um processo que é amplamente utilizado na remoção de contaminantes de 
águas residuais. Adsorção ocorre sempre que uma superfície sólida é exposta a um gás ou 
líquido e é definida como o enriquecimento do material ou aumento na densidade do fluido 
na vizinhança de uma interface. Esta operação tem grande importância tecnológica e alguns 
adsorventes são muito utilizados como agentes de dessecamento, para a separação de gases, 
purificação de líquidos, como catalisadores ou suporte para catalisadores. Os tipos mais 
antigos de adsorventes industriais são os carvões ativados e os géis de sílica. Ultimamente 
há um grande interesse no desenvolvimento e descoberta de novos materiais de baixo custo 
de operação e regeneração. 
 
4.3 Fundamentação teórica 
Seguindo padrões econômicos adotados pelo mundo moderno, o desenvolvimento 
tecnológico de adsorventes, mais precisamente a produção de carvão ativado (CA), 
busca minimizar a razão custo benefício desses materiais. Neste contexto, como o CA é 
o adsorvente mais amplamente utilizado em processos de adsorção, vem se buscando 
obter carvões ativados a partir de matérias-primas de baixo custo, originadas, sobretudo, 
de resíduos agrícolas e/ou de rejeitos industriais. 
A então chamada bioadsorção vem se destacando como método, por utilizar-se de 
biomassa no processo de produção do CA. Alguns exemplos da biomassa utilizada na 
produção é o sabugo de milho, serragem de madeira, bagaço de cana-de-açúcar e 
mesocarpo do coco. 
Uma boa representação da separação dinâmica por adsorção do soluto a partir de uma 
solução sobre um adsorvente depende de uma boa descrição do equilíbrio entre as duas 
fases. O equilíbrio de adsorção é estabelecido quando a quantidade de soluto sendo 
adsorvidos sobre o adsorvente é igual à quantidade a ser dessorvido. Neste ponto, a 
concentração da solução de equilíbrio permanece constante. O projeto e operação eficiente 
dos processos de adsorção requerem dados de equilíbrio de adsorção para serem utilizados 
em modelos de transferência de massa e em modelos cinéticos. Estes modelos podem então 
ser utilizados para prever o desempenho dos processos de adsorção sob uma gama de 
condições de funcionamento. 
4.4 Materiais e métodos 
4.4.1 Materiais 
 Carvão ativado; 
 Solução de Azul de metileno (100ppm); 
 Béqueres; 
 Bomba peristáltica; 
4.4.2 Métodos 
Bombeei a solução de azul de metileno para uma coluna de leito fixo de carvão ativado 
(agente adsorvente), observando o tempo da primeira passagem pelo leito (tempo de 
residência). Colete amostras de aproximadamente 10 mL de solução de 5 em 5 minutos 
após a passagem pelo leito observando as variações que ocorrem com a solução para 
cada passagem. Calcule a vazão de saída da solução e analise as amostras em um 
espectrofotômetro para obter os valores de absorbância. 
Os valores da concentração podem ser determinados através da curva padrão (equação 
1): 
𝐶 = 3,917𝐴𝑏𝑠 − 0,027 
(1) 
Onde: 
 C é a concentração 
 Abs é a absorbância 
 
 
 
 
4.5 Coleta de Dados 
Tabela 4.1 Dados Experimentais 
Tempo Absorbância Concentração 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.6 Discussão 
 Apresentar no relatório as principais características que influencia na adsorção; 
 Explicar e construir a Curva de ruptura (breaktrough); 
 Apresentar a porcentagem de remoção do azul de metileno em cada amostra; 
 Além dos itens apresentados neste tópico, o aluno deve abordar as problemáticas 
levantadas pelo professor durante a realização do experimento no laboratório de 
aula. 
 
4.7 Referências 
Departamento de Processos Químicos, 2000. Adsorção em Carvão Ativo, Campinas: 
Unicamp. 
MCKAY, G., 1981. Design Models for adsorption systems in wastewater treatment. 
Journal of Chemical and Technology, Volume 31, pp. 717-731. 
RUTHVEN, M. D., 1984. Principles of adsorption and adsorption processes. Toronto: 
Jonh Wiley&Son. 
SRIDHAR., P., 1994. Mathematical simulation of bioseparation in an affinity packed 
column. Chemical and Engineering Technology, 17(6ª), pp. 422-429.