Co znamená Adsorpce v chemii?

Adsorpce je definována jako adheze chemického druhu na povrch částic. Německý fyzik Heinrich Kayser razil termín “adsorpce” v 1881. Adsorpce je jiný proces než vstřebávání, ve kterém látka rozptyluje do kapalný nebo pevný tvořit řešení.

Při adsorpci se částice plynu nebo kapaliny váží na pevný nebo kapalný povrch, který se nazývá adsorbent. Částice tvoří atomový nebo molekulární adsorbátový film.

Izothermy se používají k popisu adsorpce, protože teplota má významný vliv na proces. Množství adsorbátu navázaného na adsorbent je vyjádřeno jako funkce tlaku koncentrace při konstantní teplotě.

Pro popis adsorpce bylo vyvinuto několik modelů izoterm, včetně:

• Lineární teorie
• Freundlichova teorie
• Langmuirova teorie
• Teorie BET (podle Brunauera, Emmetta a Tellera)
• Kisliukova teorie

Termíny související s adsorpcí zahrnují:

• Sorpce: To zahrnuje jak adsorpční, tak absorpční procesy.
• Desorpce: Reverzní proces sorpce. Reverzní adsorpce nebo absorpce.

Mezinárodní unie čisté a aplikované chemie (IUPAC) definice adsorpce je:

Adsorpce je povrchový jev, ve kterém se částice nebo molekuly vážou na horní vrstvu materiálu. Absorpce naproti tomu jde hlouběji a zahrnuje celý objem absorbentu. Absorpce je vyplnění pórů nebo děr v látce.

Adsorbenty mají obvykle malé průměry pórů, takže existuje velká povrchová plocha pro usnadnění adsorpce. Velikost pórů se obvykle pohybuje mezi 0,25 a 5 mm. Průmyslové adsorbenty mají vysokou tepelnou stabilitu a odolnost proti oděru. V závislosti na aplikaci může být povrch hydrofobní nebo hydrofilní. Oba polární a nepolární adsorbenty existují. Adsorbenty přicházejí v mnoha tvarech, včetně tyčinek, pelet a tvarovaných tvarů. Existují tři hlavní třídy průmyslových adsorbentů:

• Sloučeniny na bázi uhlíku (např. Grafit, aktivní uhlí)
• Sloučeniny na bázi kyslíku (např. Zeolity, silika)
• Sloučeniny na bázi polymeru

Adsorpce závisí na povrchové energii. Atomy povrchu adsorbentu jsou částečně exponované, takže mohou přitahovat adsorbované molekuly. Adsorpce může být důsledkem elektrostatické přitažlivosti, chemisorpce nebo fyzisorpce.

Příklady adsorbentů zahrnují:

• Silikonový gel
• Alumina
• Aktivní uhlí nebo uhlí
• Zeolity
• Adsorpční chladiče používané s chladivy
• Biomateriály, které adsorbují proteiny

Adsorpce je první fází životního cyklu viru. Někteří vědci považují videohru Tetris za model procesu adsorpce tvarovaných molekul na ploché povrchy.

Adsorpční proces má mnoho aplikací, včetně:

• Adsorpce se používá k chlazení vody pro klimatizační jednotky.
• Aktivní uhlí se používá pro filtraci akvária a filtraci domácí vody.
• Silikagel se používá k zabránění vlhkosti způsobené poškozením elektroniky a oděvů.
• Adsorbenty se používají ke zvýšení kapacity uhlíků odvozených od karbidů.
• Adsorbenty se používají k výrobě nelepivých povlaků na površích.
• Adsorpci lze použít k prodloužení doby expozice konkrétním lékům.
• Zeolity se používají k odstraňování oxidu uhličitého ze zemního plynu, k odstranění oxidu uhelnatého z reformovacího plynu, pro katalytické krakování a dalších procesů.
• Tento proces se používá v chemických laboratořích pro iontovou výměnu a chromatografii.

• _{Slovníček pojmů atmosférické chemie (doporučení 1990) ". Pure and Applied Chemistry 62: 2167. 1990.}
• _{Ferrari, L.; Kaufmann, J.; Winnefeld, F.; Plank, J. (2010). "Interakce cementových modelových systémů se superplastifikátory zkoumaná mikroskopií atomové síly, zeta potenciálu a adsorpčními měřeními." J Colloid Interface Sci. 347 (1): 15–24.}