Matériels et méthodes
Effets de température et étude thermodynamique
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1. Effet de la température et étude thermodynamique
1.1. Effet de la température sur l’adsorption
La température est une variable majeure dans le processus de l’adsorption.
Elle définit la nature de l’adsorption, elle affecte la solubilité de l’adsorbat et la
constante d’équilibre de l’adsorption et elle peut également influencer la capacité
d’un matériau à adsorber.
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. Définition de la thermodynamique
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 est basée sur une description microscopique de la matière et des
phénomènes. Elle fait intervenir les constituants de la matière : atomes, molécules,
ions, électrons,... ainsi que les lois fondamentales de la mécanique qui régissent les
mouvements de ces particules.
Méthodologie
1.3. La thermodynamique d’adsorption (aspect énergétique)
La sorption d’un composé chimique (organique ou minéral) à la surface d’un
solide (sol, charbon actif, zéolithe, oxyde métallique, résidus divers) est un équilibre
entre une réaction d’adsorption et la réaction inverse de désorption (Al Mardini,
2006).
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 physiosorption.
Effets de température et étude thermodynamique
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1. Effet de la température et étude thermodynamique
1.1. Effet de la température sur l’adsorption
La température est une variable majeure dans le processus de l’adsorption.
Elle définit la nature de l’adsorption, elle affecte la solubilité de l’adsorbat et la
constante d’équilibre de l’adsorption et elle peut également influencer la capacité
d’un matériau à adsorber.
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. Définition de la thermodynamique
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 est basée sur une description microscopique de la matière et des
phénomènes. Elle fait intervenir les constituants de la matière : atomes, molécules,
ions, électrons,... ainsi que les lois fondamentales de la mécanique qui régissent les
mouvements de ces particules.
Méthodologie
1.3. La thermodynamique d’adsorption (aspect énergétique)
La sorption d’un composé chimique (organique ou minéral) à la surface d’un
solide (sol, charbon actif, zéolithe, oxyde métallique, résidus divers) est un équilibre
entre une réaction d’adsorption et la réaction inverse de désorption (Al Mardini,
2006).
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 physiosorption.