Partie I
Généralités
13
II.4. Cinétique d’adsorption en phase liquide
La cinétique d'adsorption décrit la diminution de la concentration de l'adsorbat dans la solution en
fonction du temps de contact. C'est une expérience qui précède l'étude des phénomènes d'équilibre,
elle permet de déterminer la durée minimale d'agitation des expériences d'adsorption (et /ou
désorption) permettant d'atteindre un équilibre.
L’étude cinétique permet d’obtenir des informations sur les mécanismes d’adsorption, en
particulier sur les mécanismes de transfert et de diffusion pendant le processus d’adsorption. A
chaque fois qu’un liquide est en contact avec un solide, la rétention de ce liquide en fonction du
temps peut comprend quatre étapes :
1. le transport des solutés de la solution jusqu'à la couche limite ou film superficiel qui entoure la
particule de l'adsorbant. Le transfert de matière externe dépend des conditions hydrodynamiques
de translation d’un liquide dans un adsorbant ;
2. la diffusion extra granulaire de la matière (transfert du soluté à travers le film liquide vers la
surface des grains) ;
3. la diffusion des solutés à l'intérieur des pores ;
4. la réaction (physique ou chimique) des solutés à la surface interne de l'adsorbant une fois
adsorbée, la molécule est considérée comme immobile (MANUEL FERNANDO et al, 2007).
II.4.1. Approche théorique de la cinétique d’adsorption
La cinétique fournit des informations relatives au mécanisme d'adsorption et sur le mode de
transfert des solutés de la phase liquide à la phase solide. Selon la nature du système étudié, la
littérature rapporte un certain nombre de modèles mathématiques basé sur la représentation que
l'on se fait du mécanisme du processus d’adsorption.
Plusieurs modèles ont été établis par des chercheurs pour interpréter le mécanisme du processus
d’adsorption, nous présentons ci-dessous deux des modèles que nous avons testés ce sont les plus
utilisés pour l’adsorption de solutés en solution liquides (SUBBAIAH et al, 2009) :
La cinétique d’adsorption est représentée par la courbe donnant la capacité d’adsorption qt(mol.g
-
1 ) en fonction du temps [relation (2)]. La capacité d’adsorption au temps t est calculée selon
l’équation suivante :
(On note que tous les modèles de la cinétique sont des équations qui donnent la quantité adsorbé
qt en fonction du temps t).
Généralités
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II.4. Cinétique d’adsorption en phase liquide
La cinétique d'adsorption décrit la diminution de la concentration de l'adsorbat dans la solution en
fonction du temps de contact. C'est une expérience qui précède l'étude des phénomènes d'équilibre,
elle permet de déterminer la durée minimale d'agitation des expériences d'adsorption (et /ou
désorption) permettant d'atteindre un équilibre.
L’étude cinétique permet d’obtenir des informations sur les mécanismes d’adsorption, en
particulier sur les mécanismes de transfert et de diffusion pendant le processus d’adsorption. A
chaque fois qu’un liquide est en contact avec un solide, la rétention de ce liquide en fonction du
temps peut comprend quatre étapes :
1. le transport des solutés de la solution jusqu'à la couche limite ou film superficiel qui entoure la
particule de l'adsorbant. Le transfert de matière externe dépend des conditions hydrodynamiques
de translation d’un liquide dans un adsorbant ;
2. la diffusion extra granulaire de la matière (transfert du soluté à travers le film liquide vers la
surface des grains) ;
3. la diffusion des solutés à l'intérieur des pores ;
4. la réaction (physique ou chimique) des solutés à la surface interne de l'adsorbant une fois
adsorbée, la molécule est considérée comme immobile (MANUEL FERNANDO et al, 2007).
II.4.1. Approche théorique de la cinétique d’adsorption
La cinétique fournit des informations relatives au mécanisme d'adsorption et sur le mode de
transfert des solutés de la phase liquide à la phase solide. Selon la nature du système étudié, la
littérature rapporte un certain nombre de modèles mathématiques basé sur la représentation que
l'on se fait du mécanisme du processus d’adsorption.
Plusieurs modèles ont été établis par des chercheurs pour interpréter le mécanisme du processus
d’adsorption, nous présentons ci-dessous deux des modèles que nous avons testés ce sont les plus
utilisés pour l’adsorption de solutés en solution liquides (SUBBAIAH et al, 2009) :
La cinétique d’adsorption est représentée par la courbe donnant la capacité d’adsorption qt(mol.g
-
1 ) en fonction du temps [relation (2)]. La capacité d’adsorption au temps t est calculée selon
l’équation suivante :
(On note que tous les modèles de la cinétique sont des équations qui donnent la quantité adsorbé
qt en fonction du temps t).