Chapitre I
Synthèse bibliographique
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c- Modélisation des isothermes d’équilibre d’adsorption
De nombreux modèles mathématiques permettant de représenter les
isothermes ont été développés. Ceux dont l’utilisation est la plus répandue sont les
modèles de Langmuir et de Freundlich car leur expression mathématique est simple et
ils permettent de représenter correctement les isothermes d’équilibre d’adsorption en
phase aqueuse dans la majorité des cas. D’autres modèles, plus complexes, ont été
développés plus récemment pour décrire les interactions adsorbant-adsorbat. Enfin,
des modèles permettant de prédire l’adsorption simultanée de plusieurs composés ont
également été proposés.
c-1 Modèle de Langmuir
Le modèle de Langmuir (1918), initialement développé pour l’adsorption en
phase gazeuse, s’adapte très bien à la représentation d’isothermes de type I en phase
aqueuse. Sa théorie repose sur une vision cinétique de l’adsorption de molécules de
gaz sur une surface plane, où il n’y a pas d’accumulation des molécules, les molécules
sont continuellement « bombardées » sur la surface et un équilibre d’adsorption et de
désorption des molécules se met en place (Do, 1998 in Manole Creangã, 2007). Ce
modèle est basé sur plusieurs hypothèses :
- Les sites d’adsorption à la surface du solide sont tous énergiquement
équivalents "surface d’adsorption homogène";
- Chacun des sites ne peut fixer qu’une seule molécule ;
- L’adsorption se fait en monocouche où une seule couche de molécules peut se
former ;
- Il n’y a pas d’interaction entre les molécules adsorbées.
Dans ces conditions, les isothermes peuvent être modélisées par l’équation
suivante :
La linéarisation par changement d’échelle de la relation de Langmuir conduit à
l’équation suivante :
Q a = Q o ×
b×C e
1+b×C e
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