A área superficial específica e a arquitetura porosa determinam a reatividade superficial de pós, catalisadores e agentes adsorventes. A técnica de adsorção física de gás (fisiossorção) à temperatura de ebulição do nitrogênio líquido (77,3 K) monitora a quantidade de adsorvato retida sobre a superfície do sólido como uma função da pressão relativa de equilíbrio P/P₀ (sendo P₀ a pressão de vapor de saturação do N₂).
Equação Linearizada BET e Monocamada Molecular
O modelo de Brunauer-Emmett-Teller (BET) estende a isoterma de Langmuir para acomodar a adsorção em multicamadas moleculares não-infinitas. A forma linearizada da equação BET expressa-se por:
[P / P₀] / [V · (1 - P / P₀)] = [1 / (V_m · C)] + [(C - 1) / (V_m · C)] · [P / P₀]
Onde V é o volume de gás adsorvido sob pressão relativa P/P₀, V_m é o volume correspondente à monocamada molecular teórica completa cobrindo toda a superfície do sólido, e C é a constante BET relacionada à energia de adsorção. A partir de V_m e da área ocupada por uma única molécula de nitrogênio (0,162 nm²), calcula-se a Área Superficial Específica (m²/g) no intervalo canônico de P/P₀ entre 0,05 e 0,30.
Porosimetria BJH e Condensação Capilar em Mesoporos
Em pressões relativas mais elevadas (P/P₀ > 0,35), ocorre o fenômeno de condensação capilar nos poros do material, gerando um ciclo característico de histerese entre o ramo de adsorção e desadsorção:
- O modelo BJH (Barrett-Joyner-Halenda) integra a espessura da camada estatística adsorvida (curva t) e o raio do menisco de condensação pela Equação de Kelvin.
- Calcula-se o volume total de poros (cm³/g) e traça-se a curva de distribuição de tamanho de poros (dV/dlogD vs. D).
- A classificação internacional da IUPAC define: Microporos (< 2 nm), Mesoporos (2 a 50 nm) e Macroporos (> 50 nm).