Adsorption

L'adsorption, à ne pas confondre avec l'absorption, est un phénomène de surface par lequel des molécules de gaz ou de liquides se fixent sur les surfaces solides des adsorbants selon divers processus plus ou moins intenses. Ce phénomène a une très grande importance dans l'évolution de nombreuses réactions chimiques. En mécanique industrielle, il joue un rôle essentiel dans les processus de lubrification et les procédés de brasage.

Le phénomène inverse, par lequel les molécules adsorbées sur une surface s'en détachent, surtout sous l'effet de l'élévation de la température, ou de la baisse de pression, s'appelle la désorption.

Grâce à leur structure cristalline en feuillets, les argiles et les zéolites sont de bons adsorbants naturels. Le charbon actif est un excellent adsorbant : sa capacité d'adsorption des molécules organiques et des gaz est remarquable, d'où son utilisation dans les masques de protection, dans l'antidote universel des Égyptiens ou dans des médicaments contre la dyspepsie.

Types

• l'adsorption physique ou physisorption met en jeu des liaisons faibles, du type forces de van der Waals, analogues à celles qui sont impliquées lors d'une liquéfaction. Elle se produit bien avant que le gaz n'atteigne une pression égale à sa pression de vapeur saturante, à des températures assez basses et voisines du point d'ébullition de la phase adsorbée. Elle est généralement réversible et on peut la comparer au dépôt de buée sur une paroi froide. L'équilibre est obtenu quand les vitesses d'évaporation et de condensation sont identiques. L'adsorption physique est par conséquent favorisée par une baisse de la température ;

• dans d'autres cas, l'adsorption met en jeu des énergies de liaison importantes. On parle alors d'adsorption chimique ou chimisorption. L'adsorption chimique s'accompagne d'une profonde modification de la répartition des charges électroniques des molécules adsorbées, les forces mises en jeu sont du même type que celles qui sont impliquées lors de la formation des liaisons chimiques. Elle est fréquemment irréversible (ou difficilement réversible) et génère une couche monomoléculaire ;

• Également, le phénomène d'adsorption forme la première étape des réactions nécessitant l'emploi d'un catalyseur solide. Ce phénomène peut alors jouer un rôle prédominant dans la cinétique de la réaction chimique.

Problèmes posés par l'adsorption et solutions

L'adsorption peut aussi être une propriété indésirable, un composé à faible concentration pouvant être totalement adsorbé sur les parois du récipient, de telle sorte qu'aux hautes dilutions, on ne retrouve plus trace de l'analyte. Ainsi, afin d'obtenir des résultats justes, les analystes utilisent des matériaux aussi inertes que envisageable, comme le polytétrafluoroéthylène (PTFE) (connu sous diversesappellations commerciaux comme Teflon®) ou traitent préalablement les récipients, par exemple par silanisation du verre (inactivation de la silice avec du diméthyldichlorosilane).

Bibliographie

Notes et références

Voir aussi

Liens externes

• Le charbon actif (activé) et l'adsorption

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