Vad adsorption betyder i kemi

Adsorption definieras som vidhäftning av en kemisk art på partiklarnas yta. Den tyska fysikern Heinrich Kayser myntade uttrycket "adsorption" 1881. Adsorption är en annan process än absorption, där ett ämne diffunderar till en vätska eller fast material för att bilda en lösning.

Vid adsorption binder gas- eller vätskepartiklarna till den fasta eller flytande ytan som benämns adsorbenten. Partiklarna bildar en atom- eller molekylär adsorbatfilm.

Isotermer används för att beskriva adsorption eftersom temperaturen har en betydande effekt på processen. Mängden adsorbat bundet till adsorbenten uttrycks som en funktion av koncentrationstrycket vid en konstant temperatur.

Flera isotermodeller har utvecklats för att beskriva adsorption inklusive:

• Den linjära teorin
• Freundlich teori
• Langmuir teori
• BET-teori (efter Brunauer, Emmett och Teller)
• Kisliuk teori

Villkor relaterade till adsorption inkluderar:

• sorption: Detta omfattar både adsorptions- och absorptionsprocesser.
• desorption: Den omvända sorptionsprocessen. Det motsatta av adsorption eller absorption.

IUPAC-definition av adsorption

Den internationella unionen för ren och tillämpad kemi (IUPAC) definition av adsorption är:

"Adsorption vs. Absorption

Adsorption är ett ytfenomen där partiklar eller molekyler binder till det övre lagret av material. Absorptionen å andra sidan går djupare och involverar hela absorptionsvolymen. Absorption är fyllning av porer eller hål i ett ämne.

Egenskaper hos adsorbenter

Typiskt har adsorbenter små pordiametrar så att det finns en hög ytarea för att underlätta adsorption. Porstorleken ligger vanligtvis mellan 0,25 och 5 mm. Industriella adsorbenter har hög termisk stabilitet och motstånd mot nötning. Beroende på applicering kan ytan vara hydrofob eller hydrofil. Både polära och icke-polära adsorbenter finns. Adsorbenterna finns i många former, inklusive stavar, pellets och formade former. Det finns tre huvudklasser av industriella adsorbenter:

• Kolbaserade föreningar (t.ex. grafit, aktivt kol)
• Syrebaserade föreningar (t.ex. zeoliter, kiseldioxid)
• Polymerbaserade föreningar

Hur Adsorption fungerar

Adsorption beror på ytenergi. Ytatomerna i adsorbenten exponeras delvis så att de kan locka adsorbatmolekylerna. Adsorption kan bero på elektrostatisk attraktion, kemisorption eller fysisorption.

Exempel på adsorption

Exempel på adsorbenter inkluderar:

• Silikagel
• Alumina
• Aktivt kol eller kol
• zeoliter
• Adsorptionskylare som används med kylmedel
• Biomaterial som adsorberar proteiner