<i>GURUPI ISOTHERMS PLOT</i> (GIP): UMA FERRAMENTA COM INTERFACE GRáFICA INTUITIVA E GRATUITA COMO ALTERNATIVA PARA O CáLCULO DE PARâMETROS DE ISOTERMA DE ADSORçãO

Castro, Douglas A.; Milhomem, Mateus P. S.; Pereira, Douglas H.; Leal, Paulo V. B.

doi:10.21577/0100-4042.20170752

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Nota Técnica • Quim. Nova 44 (08) • 2021 • https://doi.org/10.21577/0100-4042.20170752 copiar

GURUPI ISOTHERMS PLOT (GIP): UMA FERRAMENTA COM INTERFACE GRáFICA INTUITIVA E GRATUITA COMO ALTERNATIVA PARA O CáLCULO DE PARâMETROS DE ISOTERMA DE ADSORçãO

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

GURUPI ISOTHERMS PLOT (GIP): A TOOL WITH INTUITIVE AND FREE GRAPHIC INTERFACE AS AN ALTERNATIVE FOR THE CALCULATION OF ADSORPTION ISOTHERMA PARAMETERS. Gurupi Isotherms Plot (GIP) is a new software and has been developed to facilitate the study of absorptive processes. The adsorption isotherm parameters are determined by the GIP in a non-linearized way, and the current version is implemented to determine the parameters of Langmuir, Freundlich, Dubinin-Radushkevich, coefficient of determination (R²2 Poonkuzhali, K.; Rajeswari, V.; Saravanakumar, T.; Viswanathamurthi, P.; Park, S.M.; Govarthanan, M.; Sathishkumar, P.; J. Hazard. Mater. 2014, 272, 89.) and average relative error (ARE). In order to facilitate the access and use of the program, a friendly graphical interface has been developed with a response time in seconds. It should also be noted that is a free software. The program was tested with different sets of absorptive data and showed an excellent correlation with the literature data proving its performance.

Keywords:
adsorption; isotherms; free software

Tratamento ácido 1 mol L^-1 – (KA-01)												Referência
Ce (mg L⁻¹)	0	4,320	8,640	12,200	33,110	45,910	78,100	531,510	1576,970		T (K)	Leal et al.²⁰20 Leal, P. V. B.; Magriotis, Z. M.; Sales, P. F.; Papini, R. M.; Viana, P. R. M.; J. Environ. Manage. 2017, 197, 393.
Qe(mg g⁻¹)	0	0,568	4,130	8,780	21,690	35,400	42,190	42,420		42,30	298,15
Tratamento ácido 2 mol L^-1 – (KA-02)
Ce (mg L⁻¹)	0	1,590	3,640	5,230	11,060	19,770	32,650	60,150	488,330	1531,500	T (K)
Qe (mg g⁻¹)	0	0,841	2,636	4,477	8,894	23,023	46,735	48,797	46,740	46,850	298,15
Caulinita Rosa (CR)												Leal et al.²¹21 Leal, P. V. B.; Magriotis, Z. M.; Sales, P. F.; Papini, R. M.; Viana, P. R. M.; Matéria 2019, 24.
Ce (mg L⁻¹)	0	1,370	4,710	22,940	59,730	81,950	131,990	645,300	1634,800		T (K)
Qe (mg g⁻¹)	0	2,860	4,520	7,710	19,030	31,810	32,800	35,470	36,510		298,15
Tratamento com peróxido (CP)
Ce (mg L⁻¹)	0	6,060	4,090	9,318	10,379	26,136	41,970	85,379	586,439	1584,550	T (K)
Qe (mg g⁻¹)	0	0,394	2,591	4,069	8,960	22,386	35,800	41,460	41,360	41,545	298,15
Caulinita Branca (CB)												Magriotis et al.²²22 Magriotis, Z. M.; Leal, P. V. B.; Sales, P. F.; Papini, R. M.; Viana, P. R. M.; J. Hazard. Mater. 2010, 184, 465.
Ce (mg L⁻¹)	0	39,594	43,940	42,970	85,950	226,940	594,617	950,860	3488,693		T (K)
Qe (mg g⁻¹)	0	1,040	2,610	5,700	11,400	17,310	30,540	34,610	31,131		298,15
Caulinita Amarela (CA)
Ce (mg L⁻¹)	0	6,702	12,743	28,129	62,110	166,320	382,386				T (K)
Qe (mg g⁻¹)	0	4,330	5,726	7,187	13,789	23,368	21,761				298,15
Carvão Ativado (CARV)												Magriotis et al.²³23 Magriotis, Z. M.; Leal, P. V. B.; Sales, P. F.; Papini, R. M.; Viana, P. R. M.; Arroyo, P. A.; Appl. Clay Sci. 2014, 91-92, 55.
Ce (mg L⁻¹)	0	19,070	34,520	75,120	98,160	384,440	810,290				T (K)
Qe (mg g⁻¹)	0	8,090	16,540	32,490	50,180	61,550	68,970				298,15
Zeólita (ZEO)
Ce (mg L⁻¹)	0	3,776	6,735	15,023	108,148	225,308	683,792	1207,786			T (K)
Qe (mg g⁻¹)	0	2,622	4,326	8,498	49,185	77,469	81,620	79,222			298,15
Problema 25.7 – ^{Atkins e Paula (2012)}24 Atkins, P.; Paula, J.; Físico-química, 8a ed.; LTC: Rio de Janeiro, 2012. (ATK 25.7)												Atkins e Paula²⁴24 Atkins, P.; Paula, J.; Físico-química, 8a ed.; LTC: Rio de Janeiro, 2012.
Ce (mg L⁻¹)	0	0,050	0,100	0,500	1,000	1,500					T (K)
Qe (mg g⁻¹)	0	0,040	0,060	0,120	0,160	0,190					298,15

Exemplo 25.1 – ^{Atkins e Paula (2012)}24 Atkins, P.; Paula, J.; Físico-química, 8a ed.; LTC: Rio de Janeiro, 2012. (ATK 25.1)										Referência
p (Kpa)	0	10,200	18,600	25,500	31,500	36,900	41,600	46,100	T (K)	Atkins e Paula²⁴24 Atkins, P.; Paula, J.; Físico-química, 8a ed.; LTC: Rio de Janeiro, 2012.
V_e (cm³3 Tavares, L. C.; Lemos, V. P.; Pinheiro, M. H. T.; Filho, H. A. D.; Fernandes, K. G.; Cerâmica 2013, 59, 640.)	0	13,300	26,700	40,000	53,300	66,700	80,000	93,300	273
Problema 18.21 – ^{Castellan (2011)}25 Castellan, G.; Fundamentos de Físico-química, LTC: Rio de Janeiro, 2011. (CAS 18.21)										Castellan²⁵25 Castellan, G.; Fundamentos de Físico-química, LTC: Rio de Janeiro, 2011.
p (mmHg)	0	100,000	200,000	300,000	400,000				T (K)
V_e (cm³3 Tavares, L. C.; Lemos, V. P.; Pinheiro, M. H. T.; Filho, H. A. D.; Fernandes, K. G.; Cerâmica 2013, 59, 640.)	0	9,750	14,500	18,200	21,400				273,15
Problema 29.66 – ^{McQuarrie e Simon (1997)}26 McQuarrie, D. A.; Simon, J. D.; Physical Chemistry: A molecular approach, University Science Books: Sausalito, 1997. (MC 29.66)										McQuarrie e Simon²⁶26 McQuarrie, D. A.; Simon, J. D.; Physical Chemistry: A molecular approach, University Science Books: Sausalito, 1997.

Isoterma de Langmuir
	Qm(mg g⁻¹)		K_L(L mg⁻¹)		R²2 Poonkuzhali, K.; Rajeswari, V.; Saravanakumar, T.; Viswanathamurthi, P.; Park, S.M.; Govarthanan, M.; Sathishkumar, P.; J. Hazard. Mater. 2014, 272, 89.		ERM		[ref]
	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]
KA-01	46,990 (0,000)	46,990	0,033 (0,000)	0,033	0,917 (0,000)	0,917	11,939 (0,006)	11,933	Leal et al.²⁰20 Leal, P. V. B.; Magriotis, Z. M.; Sales, P. F.; Papini, R. M.; Viana, P. R. M.; J. Environ. Manage. 2017, 197, 393.
KA-02	52,570 (0,000)	52,570	0,050 (0,000)	0,050	0,882 (0,000)	0,882	8,839 (0,112)	8,951
CP	46,190 (0,003)	46,193	0,034 (0,000)	0,034	0,912 (0,000)	0,912	23,061 (0,027)	23,088	Leal et al.²¹21 Leal, P. V. B.; Magriotis, Z. M.; Sales, P. F.; Papini, R. M.; Viana, P. R. M.; Matéria 2019, 24.
CR	39,950 (0,610)	39,340	0,023 (0,200)	0,223	0,928 (0,000)	0,929	2,201 (0,141)	2,060
Isoterma de Freundlich
	KF (mg^(1-1/n)g^(-1)L^(1/n))		N		R²2 Poonkuzhali, K.; Rajeswari, V.; Saravanakumar, T.; Viswanathamurthi, P.; Park, S.M.; Govarthanan, M.; Sathishkumar, P.; J. Hazard. Mater. 2014, 272, 89.		ERM		[ref]
	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]
KA-01	11,147 (0,267)	11,414	4,409 (0,695)	5,104	0,695 (0,010)	0,685	31,076 (0,023)	31,053	Leal et al.²⁰20 Leal, P. V. B.; Magriotis, Z. M.; Sales, P. F.; Papini, R. M.; Viana, P. R. M.; J. Environ. Manage. 2017, 197, 393.
KA-02	11,381 (0,000)	11,381	4,577 (0,000)	4,577	0,635 (0,000)	0,635	21,702 (2,035)	23,737
CP	8,402 (0,000)	8,402	4,157 (0,000)	4,157	0,682 (0,000)	0,682	37,748 (2,136)	39,884	Leal et al.²¹21 Leal, P. V. B.; Magriotis, Z. M.; Sales, P. F.; Papini, R. M.; Viana, P. R. M.; Matéria 2019, 24.
CR	7,945 (3,459)	4,486	4,394 (1,178)	3,216	0,774 (0,019)	0,755	7,314 (4,184)	3,130
Isoterma de Dubinin-Raduskevich
	Qm (mgg⁻¹)		b_DR(mol²2 Poonkuzhali, K.; Rajeswari, V.; Saravanakumar, T.; Viswanathamurthi, P.; Park, S.M.; Govarthanan, M.; Sathishkumar, P.; J. Hazard. Mater. 2014, 272, 89.kJ⁻²)		E_ads(kJmol⁻¹)		R²2 Poonkuzhali, K.; Rajeswari, V.; Saravanakumar, T.; Viswanathamurthi, P.; Park, S.M.; Govarthanan, M.; Sathishkumar, P.; J. Hazard. Mater. 2014, 272, 89.		ERM		[ref]
	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]
KA-01	42,970 (0,000)	42,970	0,0000872 (0,000)	0,0000871	75,730 (0,030)	75,760	0,963 (0,000)	0,963	3,186 (0,000)	3,186	Leal et al.²⁰20 Leal, P. V. B.; Magriotis, Z. M.; Sales, P. F.; Papini, R. M.; Viana, P. R. M.; J. Environ. Manage. 2017, 197, 393.
KA-02	49,460 (0,000)	49,460	0,0000387 (0,000)	0,0000386	113,600 (0,140)	113,740	0,9730 (0,000)	0,9730	3,568 (0,000)	3,568
CP	40,930 (0,326)	40,604	0,00004 (0,000)	0,0000316	107,630 (0,050)	107,680	0,978 (0,006)	0,972	3,004 (0,946)	2,058	Leal et al.²¹21 Leal, P. V. B.; Magriotis, Z. M.; Sales, P. F.; Papini, R. M.; Viana, P. R. M.; Matéria 2019, 24.
CR	36,510 (1,100)	35,410	0,0002 (0,000)	0,00022	50,000 (1,986)	48,014	0,950 (0,009)	0,941	3,004 (0,004)	3,000

Isoterma de Langmuir
	Qm(mg g⁻¹)		K_L(L mg⁻¹)		R²2 Poonkuzhali, K.; Rajeswari, V.; Saravanakumar, T.; Viswanathamurthi, P.; Park, S.M.; Govarthanan, M.; Sathishkumar, P.; J. Hazard. Mater. 2014, 272, 89.		ERM		[ref]
	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]
CA	25,780 (1,118)	26,898	0,0200 (0,002)	0,018	0,966 (0,006)	0,960	--------	0,957	Magriotis et al.²²22 Magriotis, Z. M.; Leal, P. V. B.; Sales, P. F.; Papini, R. M.; Viana, P. R. M.; J. Hazard. Mater. 2010, 184, 465.
CB	34,670 (3,403)	38,073	0,0056 (0,001)	0,0042	0,971 (0,024)	0,947	--------	6,097
CARV	78,080 (0,002)	78,082	0,0107 (0,000)	0,0107	0,991 (0,027)	0,964	--------	1,229	Magriotis et al.²³23 Magriotis, Z. M.; Leal, P. V. B.; Sales, P. F.; Papini, R. M.; Viana, P. R. M.; Arroyo, P. A.; Appl. Clay Sci. 2014, 91-92, 55.
ZEO	86,710 (3,855)	90,565	0,018 (0,005)	0,0125	0,987 (0,007)	0,980	---------	2,156
Isoterma de Freundlich
	KF (mg¹1 Gohari, A.; Eslamian, S.; Mirchi, A.; Abedi-Koupaei, J.; Bavani, A.; Madani, K.; J. Hydrol. 2013, 491, 23.−1/n kg⁻¹ L¹1 Gohari, A.; Eslamian, S.; Mirchi, A.; Abedi-Koupaei, J.; Bavani, A.; Madani, K.; J. Hydrol. 2013, 491, 23./n)		N		R²2 Poonkuzhali, K.; Rajeswari, V.; Saravanakumar, T.; Viswanathamurthi, P.; Park, S.M.; Govarthanan, M.; Sathishkumar, P.; J. Hazard. Mater. 2014, 272, 89.		ERM		[ref]
	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]
CA	3,650 (0,966)	2,684	3,879 (1,204)	2,675	0,886 (0,021)	0,907	---------	1,227	Magriotis et al.²²22 Magriotis, Z. M.; Leal, P. V. B.; Sales, P. F.; Papini, R. M.; Viana, P. R. M.; J. Hazard. Mater. 2010, 184, 465.
CB	4,200 (1,549)	2,651	3,879 (0,836)	3,043	0,855 (0,074)	0,781	---------	11,557
CARV	6,696 (0,00)	6,696	2,778 (0,00)	2,778	0,972 (0,079)	0,893	---------	2,324	Magriotis et al.²³23 Magriotis, Z. M.; Leal, P. V. B.; Sales, P. F.; Papini, R. M.; Viana, P. R. M.; Arroyo, P. A.; Appl. Clay Sci. 2014, 91-92, 55.
ZEO	10,220 (3,275)	6,945	3,217 (0,534)	2,683	0,961 (0,097)	0,864	----------	7,637
ATK 25.7	0,160 (0,000)	0,160	2,400 (0,110)	2,290	----------	0,999	----------	0,126	Atkins e Paula²⁴24 Atkins, P.; Paula, J.; Físico-química, 8a ed.; LTC: Rio de Janeiro, 2012.
Isoterma de Dubinin-Raduskevich
	Qm (mg g⁻¹)		b_DR(mol²2 Poonkuzhali, K.; Rajeswari, V.; Saravanakumar, T.; Viswanathamurthi, P.; Park, S.M.; Govarthanan, M.; Sathishkumar, P.; J. Hazard. Mater. 2014, 272, 89. kJ⁻²)		E_ads(kJ mol⁻¹)		R²2 Poonkuzhali, K.; Rajeswari, V.; Saravanakumar, T.; Viswanathamurthi, P.; Park, S.M.; Govarthanan, M.; Sathishkumar, P.; J. Hazard. Mater. 2014, 272, 89.		ERM		[ref]
	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]
CA	---------	22,098	---------	0,0001773	----------	53,100	---------	0,864	---------	2,491	Magriotis et al.²²22 Magriotis, Z. M.; Leal, P. V. B.; Sales, P. F.; Papini, R. M.; Viana, P. R. M.; J. Hazard. Mater. 2010, 184, 465.
CB	---------	30,332	----------	0,0014305	--------	18,700	----------	0,917	---------	3,538
CARV	--------	64,091	---------	0,0004132	---------	34,790	---------	0,945	---------	1,880	Magriotis et al.²³23 Magriotis, Z. M.; Leal, P. V. B.; Sales, P. F.; Papini, R. M.; Viana, P. R. M.; Arroyo, P. A.; Appl. Clay Sci. 2014, 91-92, 55.
ZEO	--------	82,437	---------	0,0009427	------------	23,030	----------	0,968	---------	3,115

Isoterma de Langmuir
	Vm (^acm³3 Tavares, L. C.; Lemos, V. P.; Pinheiro, M. H. T.; Filho, H. A. D.; Fernandes, K. G.; Cerâmica 2013, 59, 640. ;^bm³3 Tavares, L. C.; Lemos, V. P.; Pinheiro, M. H. T.; Filho, H. A. D.; Fernandes, K. G.; Cerâmica 2013, 59, 640.)		K_L (^dkPa⁻¹;^emmHg^{-1; f}bar^-1)		R²2 Poonkuzhali, K.; Rajeswari, V.; Saravanakumar, T.; Viswanathamurthi, P.; Park, S.M.; Govarthanan, M.; Sathishkumar, P.; J. Hazard. Mater. 2014, 272, 89.		ERM		[ref]
	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]
ATK 25.1a	111,000^a (2,783)	113,783^a	0,00751^d (0,00)	0,0072^d	–	0,9999	–	0,049	Atkins e Paula²⁴24 Atkins, P.; Paula, J.; Físico-química, 8a ed.; LTC: Rio de Janeiro, 2012.
CAS 18.21	–	32,626^a	–	0,004^e	–	0,997	–	0,094	Castellan²⁵25 Castellan, G.; Fundamentos de Físico-química, LTC: Rio de Janeiro, 2011.
MC 29.66	–	1,713^b	–	0,001^f	–	0,306	–	1,867	Macquarrie e Simon²⁶26 McQuarrie, D. A.; Simon, J. D.; Physical Chemistry: A molecular approach, University Science Books: Sausalito, 1997.
Isoterma de Freundlich
	KF (^acm³3 Tavares, L. C.; Lemos, V. P.; Pinheiro, M. H. T.; Filho, H. A. D.; Fernandes, K. G.; Cerâmica 2013, 59, 640. ;^bm³3 Tavares, L. C.; Lemos, V. P.; Pinheiro, M. H. T.; Filho, H. A. D.; Fernandes, K. G.; Cerâmica 2013, 59, 640.)		N		R²2 Poonkuzhali, K.; Rajeswari, V.; Saravanakumar, T.; Viswanathamurthi, P.; Park, S.M.; Govarthanan, M.; Sathishkumar, P.; J. Hazard. Mater. 2014, 272, 89.		ERM		[ref]
	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]
ATK 25.1a	–	1,678^a	–	1,364	–	0,999	–	0,159	Atkins e Paula²⁴24 Atkins, P.; Paula, J.; Físico-química, 8a ed.; LTC: Rio de Janeiro, 2012.
CAS 18.21	0,717^a (0,005)	0,722^a	1,760 (0,008)	1,768	–	1,000	–	0,006	Castellan²⁵25 Castellan, G.; Fundamentos de Físico-química, LTC: Rio de Janeiro, 2011.
MC 29.66	0,026^b (0,000)	0,026^b	4,540 (0,104)	4,644	–	0,995	–	0,160	Macquarrie e Simon²⁶26 McQuarrie, D. A.; Simon, J. D.; Physical Chemistry: A molecular approach, University Science Books: Sausalito, 1997.
Isoterma de Dubinin-Raduskevich
	Vm (^acm³3 Tavares, L. C.; Lemos, V. P.; Pinheiro, M. H. T.; Filho, H. A. D.; Fernandes, K. G.; Cerâmica 2013, 59, 640. ;^bm³)		b_DR (mol² J⁻²)		E_ads(kJ mol⁻¹)		R²2 Poonkuzhali, K.; Rajeswari, V.; Saravanakumar, T.; Viswanathamurthi, P.; Park, S.M.; Govarthanan, M.; Sathishkumar, P.; J. Hazard. Mater. 2014, 272, 89.		ERM		[ref]
	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]	GIP	[ref]
ATK 25.1a	–	45,056^a	–	0,0001407	–	59,600	–	0,923	–	1,414	^{Atkins e Paula (2012)}24 Atkins, P.; Paula, J.; Físico-química, 8a ed.; LTC: Rio de Janeiro, 2012. ²⁴24 Atkins, P.; Paula, J.; Físico-química, 8a ed.; LTC: Rio de Janeiro, 2012.
CAS 18.21	–	20,537^a	–	0,0016399	–	17,460	–	0,967	–	0,353	^{Castellan (2011)}25 Castellan, G.; Fundamentos de Físico-química, LTC: Rio de Janeiro, 2011. ²⁵25 Castellan, G.; Fundamentos de Físico-química, LTC: Rio de Janeiro, 2011.
MC 29.66	–	0,052^b	–	0,0000015	–	577,130	–	0,992	–	0,165	Macquarrie e Simon (1997)²⁶26 McQuarrie, D. A.; Simon, J. D.; Physical Chemistry: A molecular approach, University Science Books: Sausalito, 1997.

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[1] *e-mail: doug@uft.edu.br