Adsorpcja - czym jest i jakie są jej rodzaje?

Adsorpcja to zjawisko, które odgrywa istotną rolę w wielu procesach fizycznych, chemicznych i biologicznych – od oczyszczania powietrza i wody, po działanie leków czy katalizatorów przemysłowych. Choć termin ten brzmi specjalistycznie, jego istota jest stosunkowo prosta.

Adsorpcja – co to?

To proces, w którym cząsteczki jednej substancji (najczęściej gazu lub cieczy) zatrzymują się na powierzchni ciała stałego lub cieczy, zamiast przenikać do jego wnętrza. Inaczej mówiąc, adsorpcja polega na przywieraniu cząsteczek do powierzchni innej substancji.

Zjawisko adsorpcji jest to efekt oddziaływań fizycznych lub chemicznych między cząsteczkami, a powierzchnią. W przeciwieństwie do adsorpcji, gdzie substancja wnika do całej objętości materiału chłonnego, adsorpcja ogranicza się wyłącznie do jego powierzchni.

W praktyce adsorpcja wykorzystywana jest w filtrach węglowych, oczyszczalniach ścieków, inhalatorach, procesach katalitycznych czy produkcji leków.

Adsorpcja – rodzaje

Wyróżnia się dwa główne typy adsorpcji: adsorpcja fizyczna i adsorpcja chemiczna. Każda z nich różni się mechanizmem oraz siłą wiązania cząsteczek adsorbowanych.

Adsorpcja fizyczna (fizysorpcja)

Polega na słabych, nieistniejących oddziaływaniach van der Waalsa między powierzchnią adsorbentu, a cząsteczkami substancji. Charakteryzuje się:

• Niską energią adsorpcji,
• Odwracalnością procesu,
• Możliwością tworzenia kilku warstw cząsteczek,
• Znacznym wpływem temperatury i ciśnienia.

Fizyscorpcja zachodzi np. przy użyciu węgla aktywnego do oczyszczania powietrza.

Adsorpcja chemiczna (chemisorpcja)

To proces wiązania cząsteczek z powierzchnią adsorbentu za pomocą wiązań chemicznych. Jest:

• Silna i często nieodwracalna,
• Jedno- lub dwuwarstwowa,
• Bardziej selektywna,
• Zależna od temperatury (często przebiega szybciej w wyższej temperaturze).

Adsorpcja chemiczna wykorzystywana jest np. w katalizie heterogenicznej (gdy katalizator jest w innej fazie niż reagujące substancje).

W niektórych przypadkach spotykamy także pojęcie adsorpcja fizyczna i chemiczna, gdy oba typy zachodzą jednocześnie lub w następującej po sobie sekwencji.

Adsorpcja – przykłady

Adsorpcja – przykłady z życia codziennego i przemysłu są liczne:

• Filtry węglowe – cząsteczki zanieczyszczeń z powietrza lub wody adsorbują się na powierzchni węgla aktywnego,
• Maseczki ochronne – zawierają warstwę adsorbującą cząsteczki wirusów lub pyłów,
• Katalizatory samochodowe – adsorbują szkodliwe gazy, które następnie ulegają przemianom chemicznym,
• Suszarki chemiczne – np. żel krzemionkowy adsorbuje wilgoć z powietrza,
• Leki – niektóre substancje lecznicze działają przez adsorpcję toksyn (np. węgiel leczniczy).

Współczynnik adsorpcji

Współczynnik adsorpcji to wielkość fizyczna opisująca zdolność danej powierzchni do przyciągania i zatrzymywania cząsteczek substancji. Może być wyrażany różnymi parametrami, w zależności od zastosowanej teorii adsorpcji – np. Langmuira, Freundlicha czy BET.

Zapraszamy do zapoznania się z naszą ofertą – w sprzedaży posiadamy sprzęt laboratoryjny taki jak urządzenia chłodnicze, grzewcze, dygestoria, suszarki laboratoryjne oraz wiele więcej.