Matériel et Méthodes
Effets de température et étude thermodynamique
Aspect thermodynamique de l’adsorption du cadmium sur différentes argiles brutes
Algériennes en milieu aqueux
11
II.1. Effet de la tempé rature et é tude thermodynamique
1.1. Effet de la température sur l’adsorption
La température est un facteur important qui peut influencer l’adsorption des solutés
comme les ions métalliques ou les molécules organiques, son importance ne se limite pas
uniquement au besoin de comprendre comment elle affecte l’adsorption et la désorption mais
l’exploitation des résultats expérimentaux obtenus permet d’accéder à des informations
thermodynamiques utiles à savoir, les constantes d’équilibres, les enthalpies et entropies,
pouvant être estimés à partir de la modélisation des résultats expérimentaux avec des modèles
théoriques adéquats (Bekkouche, 2012).
En effet, la température a deux effets majeurs sur le processus de l'adsorption.
- D’une part, son augmentation favorise la diffusion des molécules à travers la couche limite
externe et les pores internes des particules de l'adsorbant, suite probablement à la diminution
de la viscosité de la solution (Larson et al., 1995).
- D’autre part, beaucoup d’études ont montré que cette augmentation peut entrainer une
diminution de la quantité adsorbée d’où le caractère exothermique de la réaction d’adsorption.
Il est toujours intéressant d’effectuer les opérations d’adsorption à de basses
températures afin d’augmenter le pouvoir de l’adsorption (Aguedal, 2012).
1.2. La thermodynamique
1.2.1. Définition
La thermodynamique étudie le passage d'un système d'un état d'équilibre (état initial)
vers un autre état d'équilibre (état final). Ce passage est appelé transformation
thermodynamique ou processus thermodynamique (Perrot, 2011). Elle ne s'intéresse pas aux
mécanismes réactionnels élémentaires qui président à ces transformations, ni à la vitesse à
laquelle les systèmes évoluent.
1.2.2. Paramètres thermodynamiques :
D’une façon générale, le phénomène de l’adsorption est toujours accompagné d’un
processus thermique (Ramesh et al., 2005) qui peut être soit endothermique (ΔH > 0) soit
exothermique (ΔH< 0). La mesure de la chaleur d’adsorption est le principal critère qui
permet de différencier la chimisorption de la physisorption.
On distingue trois chaleurs d’adsorption :
- La chaleur intégrale d’adsorption qui est l’énergie moyenne libérée pour l’adsorption
d’une quantité unitaire de soluté
- la chaleur différentielle d’adsorption qui est l’énergie ramenée à l’unité de masse
libérée par l’adsorption d’une quantité infiniment petite de soluté. Cette chaleur varie
avec la quantité de soluté adsorbée.
Effets de température et étude thermodynamique
Aspect thermodynamique de l’adsorption du cadmium sur différentes argiles brutes
Algériennes en milieu aqueux
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II.1. Effet de la tempé rature et é tude thermodynamique
1.1. Effet de la température sur l’adsorption
La température est un facteur important qui peut influencer l’adsorption des solutés
comme les ions métalliques ou les molécules organiques, son importance ne se limite pas
uniquement au besoin de comprendre comment elle affecte l’adsorption et la désorption mais
l’exploitation des résultats expérimentaux obtenus permet d’accéder à des informations
thermodynamiques utiles à savoir, les constantes d’équilibres, les enthalpies et entropies,
pouvant être estimés à partir de la modélisation des résultats expérimentaux avec des modèles
théoriques adéquats (Bekkouche, 2012).
En effet, la température a deux effets majeurs sur le processus de l'adsorption.
- D’une part, son augmentation favorise la diffusion des molécules à travers la couche limite
externe et les pores internes des particules de l'adsorbant, suite probablement à la diminution
de la viscosité de la solution (Larson et al., 1995).
- D’autre part, beaucoup d’études ont montré que cette augmentation peut entrainer une
diminution de la quantité adsorbée d’où le caractère exothermique de la réaction d’adsorption.
Il est toujours intéressant d’effectuer les opérations d’adsorption à de basses
températures afin d’augmenter le pouvoir de l’adsorption (Aguedal, 2012).
1.2. La thermodynamique
1.2.1. Définition
La thermodynamique étudie le passage d'un système d'un état d'équilibre (état initial)
vers un autre état d'équilibre (état final). Ce passage est appelé transformation
thermodynamique ou processus thermodynamique (Perrot, 2011). Elle ne s'intéresse pas aux
mécanismes réactionnels élémentaires qui président à ces transformations, ni à la vitesse à
laquelle les systèmes évoluent.
1.2.2. Paramètres thermodynamiques :
D’une façon générale, le phénomène de l’adsorption est toujours accompagné d’un
processus thermique (Ramesh et al., 2005) qui peut être soit endothermique (ΔH > 0) soit
exothermique (ΔH< 0). La mesure de la chaleur d’adsorption est le principal critère qui
permet de différencier la chimisorption de la physisorption.
On distingue trois chaleurs d’adsorption :
- La chaleur intégrale d’adsorption qui est l’énergie moyenne libérée pour l’adsorption
d’une quantité unitaire de soluté
- la chaleur différentielle d’adsorption qui est l’énergie ramenée à l’unité de masse
libérée par l’adsorption d’une quantité infiniment petite de soluté. Cette chaleur varie
avec la quantité de soluté adsorbée.