Synthèse documentaire
L’adsorption
Aspect thermodynamique de l’adsorption du cadmium sur différentes argiles brutes
Algériennes en milieu aqueux
8
Parmi les méthodes les plus « conventionnelles » développées dans le domaine de la
dépollution des eaux chargées en ions métalliques, des traitements tels que l’adsorption, offrent
plusieurs avantages (voir Tab. 03) dont le faible coût de construction et d’entretien de la plupart
des dispositifs.
I.3. L’adsorption
L’adsorption est un procédé physico-chimique se traduisant en un transfert de matière entre
une phase fluide (gaz ou liquide) chargée en composés organiques ou inorganiques (l’adsorbat)
et une phase solide (l’adsorbant). Ce phénomène résulte des forces d’attraction existant entre les
molécules du fluide et les atomes (ou ions) composant le solide (Gregg et Sing, 1991 in Keraghel
et khelfani, 2011). Ce phénomène provient de l'existence, à la surface du solide et de forces non
compensées, qui sont de nature physique ou chimique.
3.1. Nature de l'adsorption:
Selon la nature des forces qui retiennent la molécule adsorbée à la surface du solide, on
distingue deux types d'adsorption (Bougdah, 2007) :
La chimisorption : ce processus provient d’une réaction chimique qui est due à la
formation d’une ou de plusieurs liaisons (ioniques ou covalentes) entre l’adsorbat et la
surface de l’adsorbant (Cherikou, 2008).
Elle se distingue par des énergies d’adsorption élevées dépassant les 80kJ/mol, et par des
fixations irréversibles de l’adsorbat sur des sites d’adsorption très spécifiques. Elle est aussi
favorisée à des températures élevées et provoque ainsi une modification de la structure des
molécules adsorbées.
Dans le cas de cette adsorption, le temps de rétention d’une substance est très long et seul la
première couche liée à la surface adsorbante est chimiquement adsorbée (adsorption en
monocouche) (Barka, 2008).
La physisorption : lors de ce processus, la fixation de l’adsorbat se fait essentiellement
par des forces de faible énergie (Van der Waals et interactions électrostatiques) pour les
adsorbants ayant une structure ionique (Joseph, 2009).
Du point de vue énergétique, la physiosorption se produit aux basses températures avec des
énergies de l’ordre de 5 à 40 kJ/mol. Elle correspond à un processus réversible et ne conduit pas
à une modification de la structure des molécules de l’adsorbat (Barka, 2004 in Aguedal, 2012).
3.2. Processus d’adsorption
Quand un solide est plongé dans une solution, certaines molécules de la solution peuvent se
fixer sur le solide sous l’effet des forces d’attractions intermoléculaires (liaisons de Van der
Waals : de type électrostatique, de faible intensité avec des énergies d’interactions entre 05 et 40
kJ/mol), sans qu’il y ait réaction chimique. C’est l’adsorption.
Le transfert de masse des molécules d’adsorbat de la phase liquide vers la phase solide
(adsorbant) se déroule généralement en quatre étapes (Fig. 08) :
L’adsorption
Aspect thermodynamique de l’adsorption du cadmium sur différentes argiles brutes
Algériennes en milieu aqueux
8
Parmi les méthodes les plus « conventionnelles » développées dans le domaine de la
dépollution des eaux chargées en ions métalliques, des traitements tels que l’adsorption, offrent
plusieurs avantages (voir Tab. 03) dont le faible coût de construction et d’entretien de la plupart
des dispositifs.
I.3. L’adsorption
L’adsorption est un procédé physico-chimique se traduisant en un transfert de matière entre
une phase fluide (gaz ou liquide) chargée en composés organiques ou inorganiques (l’adsorbat)
et une phase solide (l’adsorbant). Ce phénomène résulte des forces d’attraction existant entre les
molécules du fluide et les atomes (ou ions) composant le solide (Gregg et Sing, 1991 in Keraghel
et khelfani, 2011). Ce phénomène provient de l'existence, à la surface du solide et de forces non
compensées, qui sont de nature physique ou chimique.
3.1. Nature de l'adsorption:
Selon la nature des forces qui retiennent la molécule adsorbée à la surface du solide, on
distingue deux types d'adsorption (Bougdah, 2007) :
La chimisorption : ce processus provient d’une réaction chimique qui est due à la
formation d’une ou de plusieurs liaisons (ioniques ou covalentes) entre l’adsorbat et la
surface de l’adsorbant (Cherikou, 2008).
Elle se distingue par des énergies d’adsorption élevées dépassant les 80kJ/mol, et par des
fixations irréversibles de l’adsorbat sur des sites d’adsorption très spécifiques. Elle est aussi
favorisée à des températures élevées et provoque ainsi une modification de la structure des
molécules adsorbées.
Dans le cas de cette adsorption, le temps de rétention d’une substance est très long et seul la
première couche liée à la surface adsorbante est chimiquement adsorbée (adsorption en
monocouche) (Barka, 2008).
La physisorption : lors de ce processus, la fixation de l’adsorbat se fait essentiellement
par des forces de faible énergie (Van der Waals et interactions électrostatiques) pour les
adsorbants ayant une structure ionique (Joseph, 2009).
Du point de vue énergétique, la physiosorption se produit aux basses températures avec des
énergies de l’ordre de 5 à 40 kJ/mol. Elle correspond à un processus réversible et ne conduit pas
à une modification de la structure des molécules de l’adsorbat (Barka, 2004 in Aguedal, 2012).
3.2. Processus d’adsorption
Quand un solide est plongé dans une solution, certaines molécules de la solution peuvent se
fixer sur le solide sous l’effet des forces d’attractions intermoléculaires (liaisons de Van der
Waals : de type électrostatique, de faible intensité avec des énergies d’interactions entre 05 et 40
kJ/mol), sans qu’il y ait réaction chimique. C’est l’adsorption.
Le transfert de masse des molécules d’adsorbat de la phase liquide vers la phase solide
(adsorbant) se déroule généralement en quatre étapes (Fig. 08) :