Synthèse documentaire
Adsorption
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III. Adsorption
L'adsorption est un procédé de traitement, bien adapté pour éliminer une très grande variété
de composés toxiques dans notre environnement. Elle a été utilisée dès l'antiquité où les
propriétés adsorbantes des argiles et du charbon étaient déjà connues, pour la purification
d'huiles ou le dessalement d'eau, ainsi que dans le domaine de la filtration des gaz, de
l’affinage des eaux potables et dans les cycles de réfrigération.
III.1. Définition
Qualitativement l’adsorption est un phénomène de surface spontané qui se produit dès
qu’une surface solide est mise en contact avec un gaz ou un liquide. Au cours de ce processus
les molécules d'un fluide (gaz ou liquide), appelés « adsorbat », viennent se fixer sur la surface
d'un solide, appelé « adsorbant » d’une manière plus ou moins réversible. Il s'agit donc du
passage de l'état de dissous à celui d’adsorbé, et le solide acquiert alors des propriétés
superficielles (hydrophobie ou hydrophilie) susceptibles de modifier l’état d’équilibre du milieu
(dispersion, floculation)
Ce procédé provient de l'existence, à la surface du solide de forces non compensées plus
ou moins intense, qui sont de nature physique ou chimique. L'accès à ces surfaces se fait
toujours par diffusion moléculaire dans les pores et peut constituer une limite à la fois
cinétique et quantitative à l'adsorption (Gharbi, 2008). Elle implique dans tous les cas
l'existence d'attractions plus ou moins fortes des solutés par les surfaces, avec des énergies
mises en jeu, très variables selon la nature de ces interactions.
Ces forces conduisent respectivement à deux types d'adsorption: la chimisorption et la
physisorption.
L’adsorption est un processus exothermique et son déroulement doit être favorisé par
l’abaissement de la température (Gharbi, 2008).
Ce phénomène dépend quantitativement des propriétés physiques (porosité, surface
spécifique) et chimique (acidité) et de la nature des molécules adsorbées (Bouziane, 2007).
III.2. Type d’adsorption
On distingue deux types d’adsorption qui différent par leur nature de fixation et par les
énergies mises en jeu.
La chimisorption : où les énergies d’interaction sont relativement élevées, soit une enthalpie
d’adsorption de l’ordre de 20 à 200Kcal/mol (D’oliveira, Al-Sayyed et Pichat, 1990;
Bahnemann, 2004 in Berka, 2008), ces chaleurs approchant des valeurs des liaisons
chimiques.
La chimisorption met en jeu une ou plusieurs liaisons chimiques covalentes ou ioniques
entre l’adsorbat et l’adsorbant et elle est nécessairement restreinte à une monocouche
d’adsorption. Seules sont concernées par ce type d’adsorption, les molécules directement liées
au solide (Ajona et Vidal, 2000 in Errias, 2010).
Adsorption
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III. Adsorption
L'adsorption est un procédé de traitement, bien adapté pour éliminer une très grande variété
de composés toxiques dans notre environnement. Elle a été utilisée dès l'antiquité où les
propriétés adsorbantes des argiles et du charbon étaient déjà connues, pour la purification
d'huiles ou le dessalement d'eau, ainsi que dans le domaine de la filtration des gaz, de
l’affinage des eaux potables et dans les cycles de réfrigération.
III.1. Définition
Qualitativement l’adsorption est un phénomène de surface spontané qui se produit dès
qu’une surface solide est mise en contact avec un gaz ou un liquide. Au cours de ce processus
les molécules d'un fluide (gaz ou liquide), appelés « adsorbat », viennent se fixer sur la surface
d'un solide, appelé « adsorbant » d’une manière plus ou moins réversible. Il s'agit donc du
passage de l'état de dissous à celui d’adsorbé, et le solide acquiert alors des propriétés
superficielles (hydrophobie ou hydrophilie) susceptibles de modifier l’état d’équilibre du milieu
(dispersion, floculation)
Ce procédé provient de l'existence, à la surface du solide de forces non compensées plus
ou moins intense, qui sont de nature physique ou chimique. L'accès à ces surfaces se fait
toujours par diffusion moléculaire dans les pores et peut constituer une limite à la fois
cinétique et quantitative à l'adsorption (Gharbi, 2008). Elle implique dans tous les cas
l'existence d'attractions plus ou moins fortes des solutés par les surfaces, avec des énergies
mises en jeu, très variables selon la nature de ces interactions.
Ces forces conduisent respectivement à deux types d'adsorption: la chimisorption et la
physisorption.
L’adsorption est un processus exothermique et son déroulement doit être favorisé par
l’abaissement de la température (Gharbi, 2008).
Ce phénomène dépend quantitativement des propriétés physiques (porosité, surface
spécifique) et chimique (acidité) et de la nature des molécules adsorbées (Bouziane, 2007).
III.2. Type d’adsorption
On distingue deux types d’adsorption qui différent par leur nature de fixation et par les
énergies mises en jeu.
La chimisorption : où les énergies d’interaction sont relativement élevées, soit une enthalpie
d’adsorption de l’ordre de 20 à 200Kcal/mol (D’oliveira, Al-Sayyed et Pichat, 1990;
Bahnemann, 2004 in Berka, 2008), ces chaleurs approchant des valeurs des liaisons
chimiques.
La chimisorption met en jeu une ou plusieurs liaisons chimiques covalentes ou ioniques
entre l’adsorbat et l’adsorbant et elle est nécessairement restreinte à une monocouche
d’adsorption. Seules sont concernées par ce type d’adsorption, les molécules directement liées
au solide (Ajona et Vidal, 2000 in Errias, 2010).