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II : L’adsorption et le charbon actif
II.1. Définition et types d’adsorption
L’adsorption est un phénomène d’interface de nature physique ou chimique réalisé par des
interactions entre le solide et les molécules de phase liquide ou gaz, il s’agit d’une fixation de
l’adsorbat sur la surface de l’adsorbant grâce à des forces d’attraction.
Ce phénomène se produit spontanément et s’accompagne d’une diminution de l’énergie libre du
système, il est toujours exothermique, et on aboutit rapidement à un équilibre entre la substance
adsorbée et celle restante en solution. L’équilibre dépend de la concentration du soluté et de la
surface du corps adsorbant. L’adsorption s'applique à toutes les substances dissoutes qu'elles soient
ionisées ou pas et à toutes les surfaces solides. L’accès à la surface d’adsorbant se fait toujours par
diffusion moléculaire dans les pores [A. BENARIMA et KOUADRI, 2017]-[N. SEDIRA, 2013].
L’étude des équilibres d’adsorption permet de connaître le degré maximal de séparation
susceptible d’être obtenu dans des conditions thermodynamiques données. La vitesse avec laquelle
on s’approche de l’état d’équilibre relève de l’étude cinétique d’adsorption, celle-ci dépend de la
vitesse avec laquelle les constituants du mélange à séparer diffusent dans l’adsorbant et dans le
fluide [N. SEDIRA, 2013].
Selon les types et la nature des interactions entre adsorbat et adsorbant, on distingue deux types
d’adsorption : la physisorption et la chimiosorption.
A. Adsorption chimique
L’adsorption chimique résulte d’une réaction entre les molécules adsorbées et la surface de
l’adsorbant, qui se traduit par le transfert ou la mise en commun d’électrons. L'énergie mise en jeu
est alors une énergie de liaison comprise entre 100 et 400 kJ.mol-1. Le processus est peu réversible,
voire le plus souvent irréversible, et très sélectif. Lors de la chimiosorption, la présence de liaisons
de valence entre l’adsorbat et l’adsorbant exclut la possibilité de couches multimoléculaires
Adsorption physique
L'adsorption physique se produit sans modification de la structure moléculaire et peut se faire en
monocouche ou multicouches. Cette physisorption est le résultat d'interactions physiques nonspécifiques (forces de Van der Waals) et d'interactions spécifiques comme les forces
électrostatiques pour les adsorbants contenant des ions (zéolithe) ou présentant des groupements de
surface (charbons). Résultant donc de forces intermoléculaires de faible énergie (inférieure à 40
II : L’adsorption et le charbon actif
II.1. Définition et types d’adsorption
L’adsorption est un phénomène d’interface de nature physique ou chimique réalisé par des
interactions entre le solide et les molécules de phase liquide ou gaz, il s’agit d’une fixation de
l’adsorbat sur la surface de l’adsorbant grâce à des forces d’attraction.
Ce phénomène se produit spontanément et s’accompagne d’une diminution de l’énergie libre du
système, il est toujours exothermique, et on aboutit rapidement à un équilibre entre la substance
adsorbée et celle restante en solution. L’équilibre dépend de la concentration du soluté et de la
surface du corps adsorbant. L’adsorption s'applique à toutes les substances dissoutes qu'elles soient
ionisées ou pas et à toutes les surfaces solides. L’accès à la surface d’adsorbant se fait toujours par
diffusion moléculaire dans les pores [A. BENARIMA et KOUADRI, 2017]-[N. SEDIRA, 2013].
L’étude des équilibres d’adsorption permet de connaître le degré maximal de séparation
susceptible d’être obtenu dans des conditions thermodynamiques données. La vitesse avec laquelle
on s’approche de l’état d’équilibre relève de l’étude cinétique d’adsorption, celle-ci dépend de la
vitesse avec laquelle les constituants du mélange à séparer diffusent dans l’adsorbant et dans le
fluide [N. SEDIRA, 2013].
Selon les types et la nature des interactions entre adsorbat et adsorbant, on distingue deux types
d’adsorption : la physisorption et la chimiosorption.
A. Adsorption chimique
L’adsorption chimique résulte d’une réaction entre les molécules adsorbées et la surface de
l’adsorbant, qui se traduit par le transfert ou la mise en commun d’électrons. L'énergie mise en jeu
est alors une énergie de liaison comprise entre 100 et 400 kJ.mol-1. Le processus est peu réversible,
voire le plus souvent irréversible, et très sélectif. Lors de la chimiosorption, la présence de liaisons
de valence entre l’adsorbat et l’adsorbant exclut la possibilité de couches multimoléculaires
Adsorption physique
L'adsorption physique se produit sans modification de la structure moléculaire et peut se faire en
monocouche ou multicouches. Cette physisorption est le résultat d'interactions physiques nonspécifiques (forces de Van der Waals) et d'interactions spécifiques comme les forces
électrostatiques pour les adsorbants contenant des ions (zéolithe) ou présentant des groupements de
surface (charbons). Résultant donc de forces intermoléculaires de faible énergie (inférieure à 40