Etudes bibliographiques
Adsorption
32
Kd : Constante de distribution de sorption ;
R : Constante de gaz parfaits (8,31447 J.mol
-1 .K
-1 ) ;
T : Température en Kelvin.
8. Isothermes d’adsorption
On peut décrire un processus d’adsorption à l’aide d’une isotherme d’adsorption. Les isothermes
d’adsorption sont souvent obtenues expérimentalement dans des conditions d’équilibre. Elles
sont ensuite corrélées par des modèles mathématiques qui doivent les représenter au mieux dans
une plage étendue de concentrations et de températures.
Les systèmes adsorbant/adsorbat n’observent pas tous le même comportement.
Les courbes isothermes décrivent donc la relation existante à l’équilibre d’adsorption entre la
quantité adsorbée et la concentration en soluté dans un solvant donné à une température
constante, il s’agit de relation non cinétique qe = f(ce).
En générale, la concentration de l’adsorbat retenue par l’adsorbant est calculée par la différence
entre la concentration initiale du soluté C0 et la concentration finale du soluté C. La quantité du
soluté adsorbée à l’équilibre qe (mg/g) est donnée par l’équation suivante (Liu et al., 2013) :
qe = (C0 – Ce) V/ma
(6)
qe : Quantité de soluté adsorbée par unité de masse d’adsorbant à l’équilibre (mg/g).
ma : masse d’adsorbant (g) ;
V : volume de la solution (l) ;
C0 : concentrations initiale de l’adsorbat (mg/l) ;
Ce : concentration d’adsorbat dans la phase liquide à l’équilibre (mg/l).
9. Classification des isothermes d’adsorption
L’allure de la courbe isotherme varie selon le couple adsorbat-adsorbant. Les isothermes
d’adsorption de solutés à solubilité limitée ont été classées par Gilles et Coll en quatre classes :
L’isotherme du type S : la courbe est sigmoïdale et elle présente un point d’inflexion.
L’isotherme de type L : la courbe est concave, on distingue généralement deux sousgroupes avec ou sans plateau strict de saturation. Celle de Langmuir est la plus fréquente.
L’isotherme de type H : ou isotherme à haute affinité, est un cas extrêmes de l’isothermes
de type L, ou la pente d’origine est trop élevée.
L’isotherme de type C : la courbe est une droite passant par l’origine.
Donc l’obtention de ce type d’isotherme permet de tirer des conclusions qualitatives sur les
interactions entre l’adsorbat et l’adsorbant dont les plus importantes sont : la forme de
l’isotherme, l’existence des paliers sur les isothermes ; le type d’adsorption (mono ou
plolymoléculaire), l’orientation des molécules adsorbées.
Adsorption
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Kd : Constante de distribution de sorption ;
R : Constante de gaz parfaits (8,31447 J.mol
-1 .K
-1 ) ;
T : Température en Kelvin.
8. Isothermes d’adsorption
On peut décrire un processus d’adsorption à l’aide d’une isotherme d’adsorption. Les isothermes
d’adsorption sont souvent obtenues expérimentalement dans des conditions d’équilibre. Elles
sont ensuite corrélées par des modèles mathématiques qui doivent les représenter au mieux dans
une plage étendue de concentrations et de températures.
Les systèmes adsorbant/adsorbat n’observent pas tous le même comportement.
Les courbes isothermes décrivent donc la relation existante à l’équilibre d’adsorption entre la
quantité adsorbée et la concentration en soluté dans un solvant donné à une température
constante, il s’agit de relation non cinétique qe = f(ce).
En générale, la concentration de l’adsorbat retenue par l’adsorbant est calculée par la différence
entre la concentration initiale du soluté C0 et la concentration finale du soluté C. La quantité du
soluté adsorbée à l’équilibre qe (mg/g) est donnée par l’équation suivante (Liu et al., 2013) :
qe = (C0 – Ce) V/ma
(6)
qe : Quantité de soluté adsorbée par unité de masse d’adsorbant à l’équilibre (mg/g).
ma : masse d’adsorbant (g) ;
V : volume de la solution (l) ;
C0 : concentrations initiale de l’adsorbat (mg/l) ;
Ce : concentration d’adsorbat dans la phase liquide à l’équilibre (mg/l).
9. Classification des isothermes d’adsorption
L’allure de la courbe isotherme varie selon le couple adsorbat-adsorbant. Les isothermes
d’adsorption de solutés à solubilité limitée ont été classées par Gilles et Coll en quatre classes :
L’isotherme du type S : la courbe est sigmoïdale et elle présente un point d’inflexion.
L’isotherme de type L : la courbe est concave, on distingue généralement deux sousgroupes avec ou sans plateau strict de saturation. Celle de Langmuir est la plus fréquente.
L’isotherme de type H : ou isotherme à haute affinité, est un cas extrêmes de l’isothermes
de type L, ou la pente d’origine est trop élevée.
L’isotherme de type C : la courbe est une droite passant par l’origine.
Donc l’obtention de ce type d’isotherme permet de tirer des conclusions qualitatives sur les
interactions entre l’adsorbat et l’adsorbant dont les plus importantes sont : la forme de
l’isotherme, l’existence des paliers sur les isothermes ; le type d’adsorption (mono ou
plolymoléculaire), l’orientation des molécules adsorbées.