Qu'est-ce que l'adsorption signifie en chimie

Qu'est-ce que l'adsorption signifie en chimie

L'adsorption est définie comme l'adhérence d'une espèce chimique à la surface des particules. Le physicien allemand Heinrich Kayser a inventé le terme "adsorption" en 1881. L'adsorption est un processus différent de l'absorption, dans laquelle une substance diffuse dans un liquide ou un solide pour former une solution.

En adsorption, les particules de gaz ou de liquide se lient à la surface solide ou liquide appelée adsorbant. Les particules forment un film adsorbé atomique ou moléculaire.

Les isothermes sont utilisés pour décrire l'adsorption parce que la température a un effet significatif sur le processus. La quantité d'adsorbat liée à l'adsorbant est exprimée en fonction de la pression de concentration à température constante.

Plusieurs modèles d'isotherme ont été développés pour décrire l'adsorption, notamment:

  • La théorie linéaire
  • Théorie de Freundlich
  • Théorie de Langmuir
  • Théorie BET (d'après Brunauer, Emmett et Teller)
  • Théorie de Kisliuk

Les termes liés à l'adsorption comprennent:

  • Sorption: Cela englobe les processus d'adsorption et d'absorption.
  • Désorption: Le processus inverse de la sorption. L'inverse de l'adsorption ou de l'absorption.

IUPAC Définition de l'adsorption

La définition de l'adsorption de l'Union internationale de chimie pure et appliquée (UICPA) est la suivante:

"Adsorption vs. Absorption

L'adsorption est un phénomène de surface dans lequel des particules ou des molécules se lient à la couche supérieure du matériau. L'absorption, par contre, va plus loin et concerne tout le volume de l'absorbant. L'absorption est le remplissage de pores ou de trous dans une substance.

Caractéristiques des adsorbants

En règle générale, les adsorbants ont de petits diamètres de pores, de sorte qu'il existe une grande surface pour faciliter l'adsorption. La taille des pores varie généralement entre 0,25 et 5 mm. Les adsorbants industriels ont une stabilité thermique et une résistance à l'abrasion élevées. Selon l'application, la surface peut être hydrophobe ou hydrophile. Il existe à la fois des adsorbants polaires et non polaires. Les adsorbants se présentent sous de nombreuses formes, notamment des baguettes, des pellets et des formes moulées. Il existe trois grandes catégories d'adsorbants industriels:

  • Composés à base de carbone (par exemple, graphite, charbon activé)
  • Composés à base d'oxygène (par exemple, zéolithes, silice)
  • Composés à base de polymères

Comment fonctionne l'adsorption

L'adsorption dépend de l'énergie de surface. Les atomes de surface de l'adsorbant sont partiellement exposés afin d'attirer les molécules d'adsorbat. L'adsorption peut résulter de l'attraction électrostatique, de la chimisorption ou de la physisorption.

Exemples d'adsorption

Exemples d'adsorbants:

  • Gel de silice
  • Alumine
  • Charbon actif ou charbon
  • Zéolithes
  • Refroidisseurs d'adsorption utilisés avec des réfrigérants
  • Biomatériaux adsorbant des protéines

L'adsorption est la première étape du cycle de vie d'un virus. Certains scientifiques considèrent le jeu vidéo Tetris comme un modèle pour le processus d’adsorption de molécules formées sur des surfaces planes.

Utilisations de l'adsorption

Il existe de nombreuses applications du processus d'adsorption, notamment:

  • L’adsorption sert à refroidir l’eau des climatiseurs.
  • Le charbon actif est utilisé pour la filtration d'aquarium et la filtration d'eau à domicile.
  • Le gel de silice est utilisé pour éviter que l'humidité n'endommage les appareils électroniques et les vêtements.
  • Les adsorbants sont utilisés pour augmenter la capacité des carbones dérivés du carbure.
  • Les adsorbants sont utilisés pour produire des revêtements antiadhésifs sur les surfaces.
  • L'adsorption peut être utilisée pour prolonger la durée d'exposition de certains médicaments.
  • Les zéolithes sont utilisées pour éliminer le dioxyde de carbone du gaz naturel, le monoxyde de carbone du gaz de reformage, le craquage catalytique et d’autres procédés.
  • Le procédé est utilisé dans les laboratoires de chimie pour l'échange d'ions et la chromatographie.

Sources

  • Glossaire des termes de chimie atmosphérique (Recommandations 1990) ". Pure and Applied Chemistry 62: 2167. 1990.
  • Ferrari, L .; Kaufmann, J .; Winnefeld, F .; Plank, J. (2010). "Interaction des systèmes modèles de ciment avec les superplastifiants étudiés par microscopie à force atomique, potentiel zêta et mesures d'adsorption." J Colloïde Interface Sci. 347 (1): 15-24.