Wat betekent adsorptie in de chemie?

Adsorptie wordt gedefinieerd als de hechting van een chemische soort op het oppervlak van deeltjes. De Duitse natuurkundige Heinrich Kayser bedacht de term "adsorptie" in 1881. Adsorptie is een ander proces dan absorptie, waarin een stof verspreidt in een vloeistof of solide om een oplossing.

Bij adsorptie binden de gas- of vloeibare deeltjes zich aan het vaste of vloeibare oppervlak dat het adsorbens wordt genoemd. De deeltjes vormen een atomaire of moleculaire adsorbaatfilm.

Isothermen worden gebruikt om adsorptie te beschrijven omdat de temperatuur een significant effect heeft op het proces. De hoeveelheid aan het adsorbens gebonden adsorbaat wordt uitgedrukt als een functie van de concentratiedruk bij een constante temperatuur.

Er zijn verschillende isothermmodellen ontwikkeld om adsorptie te beschrijven, waaronder:

• De lineaire theorie
• Freundlich-theorie
• Langmuir-theorie
• BET-theorie (naar Brunauer, Emmett en Teller)
• Kisliuk-theorie

Termen met betrekking tot adsorptie zijn onder meer:

• Sorptie: Dit omvat zowel adsorptie- als absorptieprocessen.
instagram viewer
• Desorptie: Het omgekeerde proces van sorptie. Het omgekeerde van adsorptie of absorptie.

De Internationale Unie van Pure en Toegepaste Chemie (IUPAC) definitie van adsorptie is:

Adsorptie is een oppervlakteverschijnsel waarbij deeltjes of moleculen zich binden aan de bovenste laag materiaal. De absorptie gaat daarentegen dieper, waarbij het hele volume van het absorbens wordt betrokken. Absorptie is het opvullen van poriën of gaten in een stof.

Adsorbentia hebben typisch kleine poriëndiameters zodat er een groot oppervlak is om adsorptie te vergemakkelijken. De poriegrootte ligt meestal tussen 0,25 en 5 mm. Industriële adsorptiemiddelen hebben een hoge thermische stabiliteit en zijn slijtvast. Afhankelijk van de toepassing kan het oppervlak zijn hydrofoob of hydrofiel. Beide polair en niet-polair adsorbentia bestaan. De adsorbentia zijn er in vele vormen, waaronder staafjes, pellets en vormstukken. Er zijn drie hoofdklassen industriële adsorptiemiddelen:

• Op koolstof gebaseerde verbindingen (bijv. Grafiet, actieve kool)
• Op zuurstof gebaseerde verbindingen (bijv. Zeolieten, silica)
• Op polymeer gebaseerde verbindingen

Adsorptie hangt af van oppervlakte-energie. Oppervlakte-atomen van het adsorbens worden gedeeltelijk blootgesteld zodat ze de adsorbaatmoleculen kunnen aantrekken. Adsorptie kan het gevolg zijn van elektrostatische aantrekkingskracht, chemisorptie of fysisorptie.

Voorbeelden van adsorbentia zijn:

• Silicagel
• Alumina
• Actieve kool of houtskool
• Zeolieten
• Adsorptiekoelmachines gebruikt met koelmiddelen
• Biomaterialen die eiwitten adsorberen

Adsorptie is het eerste stadium van de levenscyclus van een virus. Sommige wetenschappers beschouwen de videogame Tetris als een model voor het proces van adsorptie van gevormde moleculen op vlakke oppervlakken.

Er zijn veel toepassingen van het adsorptieproces, waaronder:

• Adsorptie wordt gebruikt om water voor airconditioningunits te koelen.
• Geactiveerde houtskool wordt gebruikt voor aquariumfiltratie en huiswaterfiltratie.
• Silicagel wordt gebruikt om te voorkomen dat vocht elektronica en kleding beschadigt.
• Adsorbentia worden gebruikt om de capaciteit van carbide-afgeleide koolstofatomen te vergroten.
• Adsorbentia worden gebruikt om antiaanbaklagen op oppervlakken te produceren.
• Adsorptie kan worden gebruikt om de blootstellingstijd van bepaalde geneesmiddelen te verlengen.
• Zeolieten worden gebruikt om kooldioxide uit aardgas te verwijderen, koolmonoxide uit reformeringsgas te verwijderen, voor katalytisch kraken en andere processen.
• Het proces wordt gebruikt in chemielaboratoria voor ionenuitwisseling en chromatografie.

• _{Verklarende woordenlijst van atmosferische chemie (aanbevelingen 1990) ". Pure en toegepaste chemie 62: 2167. 1990.}
• _{Ferrari, L.; Kaufmann, J.; Winnefeld, F.; Plank, J. (2010). "Interactie van cementmodelsystemen met superplasticizers onderzocht door atomaire krachtmicroscopie, zetapotentiaal en adsorptiemetingen." J Colloid Interface Sci. 347 (1): 15–24.}