Chapitre I
Synthèse bibliographique
28
B-1-1 Adsorption
Adsorption et désorption : Phénomène physico-chimique par lequel une espèce
chimique peut s'accumuler à la surface d'un solide "adsorbant" à son interface avec
l'air, l'eau et tout autre fluide gazeux ou liquide "adsorbat" selon divers processus sur
des sites appelés "sites actifs" (Ramade, 2000). Alors que la désorption est la
transformation inverse de l’adsorption, par laquelle les molécules ou les atomes
adsorbés se détachent du substrat. On distingue deux types d’adsorption, selon les
mécanismes mis en jeu :
- L’adsorption physique ou "physisorption" est attribuable à l’attraction
électrostatique d’un soluté par une surface polarisée, afin de maintenir
l’électroneutralité. Elle est dite spécifique dans le cas ou elle met en jeu des
interactions électromagnétiques telles que les forces d’attraction de Van Der Waals, et
non spécifique lorsque les ions sont retenus par des forces dues aux interactions
électrostatiques de polarisation (liaisons électrostatiques) (Manceau et al., 2002). La
force des liaisons créées peut être estimée par l’énergie d’adsorption qui est comprise
entre 5 et 40 kJ/mol ce qui est considéré comme faible. Ces interactions physiques
sont rapides, peu spécifiques, généralement limitées par les phénomènes de diffusion
et réversibles où la désorption peut être totale.
- L’adsorption chimique ou "chimisorption" implique la formation de liaisons
chimiques qui résultent du transfert d’électrons entre la molécule adsorbée et la
surface de l’adsorbant (liaisons ioniques ou covalentes de coordination). Ces liaisons
sont beaucoup plus fortes que les interactions physiques, l’énergie d’adsorption est
supérieure à 80 kJ/mol. Ces interactions sont spécifiques et difficilement réversibles,
la vitesse d’adsorption est lente et la désorption difficile (Sigg et al., 2000).
Le phénomène d’adsorption peut avoir lieu en monocouche ou en multicouche
selon ce qu'on appelle la théorie de la double couche, ou des modèles (tels que ceux
du type : Helmholtz ; Gouy, 1910 ; Chapman, 1913 et Stern, 1924 in Gautier, 2008)
permettent de décrire l'interaction de la surface chargée d'un matériau avec des
solutions d'électrolytes. Cette théorie explique que lorsqu'un colloïde présentant par
exemple une surface électronégative est placé dans une suspension aqueuse, les ions
Synthèse bibliographique
28
B-1-1 Adsorption
Adsorption et désorption : Phénomène physico-chimique par lequel une espèce
chimique peut s'accumuler à la surface d'un solide "adsorbant" à son interface avec
l'air, l'eau et tout autre fluide gazeux ou liquide "adsorbat" selon divers processus sur
des sites appelés "sites actifs" (Ramade, 2000). Alors que la désorption est la
transformation inverse de l’adsorption, par laquelle les molécules ou les atomes
adsorbés se détachent du substrat. On distingue deux types d’adsorption, selon les
mécanismes mis en jeu :
- L’adsorption physique ou "physisorption" est attribuable à l’attraction
électrostatique d’un soluté par une surface polarisée, afin de maintenir
l’électroneutralité. Elle est dite spécifique dans le cas ou elle met en jeu des
interactions électromagnétiques telles que les forces d’attraction de Van Der Waals, et
non spécifique lorsque les ions sont retenus par des forces dues aux interactions
électrostatiques de polarisation (liaisons électrostatiques) (Manceau et al., 2002). La
force des liaisons créées peut être estimée par l’énergie d’adsorption qui est comprise
entre 5 et 40 kJ/mol ce qui est considéré comme faible. Ces interactions physiques
sont rapides, peu spécifiques, généralement limitées par les phénomènes de diffusion
et réversibles où la désorption peut être totale.
- L’adsorption chimique ou "chimisorption" implique la formation de liaisons
chimiques qui résultent du transfert d’électrons entre la molécule adsorbée et la
surface de l’adsorbant (liaisons ioniques ou covalentes de coordination). Ces liaisons
sont beaucoup plus fortes que les interactions physiques, l’énergie d’adsorption est
supérieure à 80 kJ/mol. Ces interactions sont spécifiques et difficilement réversibles,
la vitesse d’adsorption est lente et la désorption difficile (Sigg et al., 2000).
Le phénomène d’adsorption peut avoir lieu en monocouche ou en multicouche
selon ce qu'on appelle la théorie de la double couche, ou des modèles (tels que ceux
du type : Helmholtz ; Gouy, 1910 ; Chapman, 1913 et Stern, 1924 in Gautier, 2008)
permettent de décrire l'interaction de la surface chargée d'un matériau avec des
solutions d'électrolytes. Cette théorie explique que lorsqu'un colloïde présentant par
exemple une surface électronégative est placé dans une suspension aqueuse, les ions