Etudes bibliographiques
Adsorption
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III. Adsorption
1. Définition
C’est un phénomène de surface qui se produit des qu’une surface solide est mise en contact avec
un liquide ou gaz. Selon Weber : « tout solide est un adsorbant potentiel » (Edeline, 1998).
Le processus de base est un transfert de matière de la phase aqueuse vers la surface à laquelle le
composé organique ou minéral a tendance à se lier. 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 » de façon réversible.
Il s’agit donc d’un passage de l’état de dissous à celui d’adsorbée, et le solide acquiert alors des
propriétés superficielles (hydrophobie et hydrophile) susceptibles de modifier l’état d’équilibre
du milieu (dispersion, floculation). Ceci est dû à la présence de forces non compensés plus ou
moins intense, qui sont de nature physique ou chimique à la surface du solide.
Par ailleurs, la description de l’adsorption repose sur trois ensembles de données expérimentales
(Inglezakis et Grigoropoulour, 2004 in Aroua, 2014).
 Les quantités adsorbées à l’équilibre formalisées par les isothermes d’adsorption ;
 Les vitesses d’adsorption obtenues par des études de cinétique ;
 Les propriétés des molécules adsorbées en relation avec leur structure et leur aptitude à
repasser en solution, c’est le phénomène de désorption ;
2. Types d’adsorption
Il existe deux types de processus d’adsorption, variant en fonction de leur nature de fixation et
des énergies mises en jeu. On distingue donc l’adsorption physique ou physisorption et
adsorption chimique ou chimisorption :
2.1 L’adsorption physique (physisorption)
Dans le cas de l’adsorption physique, la fixation des molécules d’adsorbat sur la surface
d’adsorbant se fait essentiellement par les forces de Van der Waals et les forces dues aux
interactions électrostatiques de polarisation pour les adsorbants ayant une structure ionique. La
physisorption se produit sans modification de la structure moléculaire et est parfaitement
réversible (les molécules adsorbées peuvent être facilement désorbées en diminuant la pression
ou en augmentant la température). Ce processus dégage une chaleur entre 0 et 40KJ /mol. Ce
phénomène consiste donc en la condensation des molécules sur la surface du solide, et il est
favorisé par un abaissement de la température (Arris, 2008).
 Les forces de l’adsorption physique sont de trois types :
 Les forces de dispersion (liées aux liaisons de Van der Waals) ;
 Les forces polaires résultant de la présence de champ électriques dans les micropores ;
 Les liaisons hydrogènes dues aux groupements hydroxyle ou amine.