Was Adsorption in der Chemie bedeutet

Adsorption ist definiert als das Anhaften einer chemischen Spezies an der Oberfläche von Partikeln. Der deutsche Physiker Heinrich Kayser prägte 1881 den Begriff "Adsorption". Die Adsorption unterscheidet sich von der Absorption, bei der eine Substanz in eine Flüssigkeit oder einen Feststoff diffundiert, um eine Lösung zu bilden.

Bei der Adsorption binden die Gas- oder Flüssigkeitsteilchen an die feste oder flüssige Oberfläche, die als Adsorbens bezeichnet wird. Die Partikel bilden einen atomaren oder molekularen Adsorbatfilm.

Isothermen werden zur Beschreibung der Adsorption verwendet, da die Temperatur einen signifikanten Einfluss auf den Prozess hat. Die Menge des an das Adsorbens gebundenen Adsorbats wird als Funktion des Konzentrationsdrucks bei konstanter Temperatur ausgedrückt.

Zur Beschreibung der Adsorption wurden mehrere Isothermenmodelle entwickelt, darunter:

• Die lineare Theorie
• Freundlich Theorie
• Langmuir-Theorie
• BET-Theorie (nach Brunauer, Emmett und Teller)
• Kisliuk-Theorie

Begriffe im Zusammenhang mit der Adsorption umfassen:

• Sorption: Dies umfasst sowohl Adsorptions- als auch Absorptionsprozesse.
• Desorption: Der umgekehrte Prozess der Sorption. Die Umkehrung der Adsorption oder Absorption.

IUPAC-Definition der Adsorption

Die Internationale Union für Reine und Angewandte Chemie (IUPAC) definiert Adsorption wie folgt:

"Adsorption vs. Absorption

Adsorption ist ein Oberflächenphänomen, bei dem sich Partikel oder Moleküle an die oberste Materialschicht binden. Andererseits geht die Absorption tiefer und bezieht das gesamte Volumen des Absorptionsmittels mit ein. Absorption ist das Füllen von Poren oder Löchern in einer Substanz.

Eigenschaften von Adsorbentien

Typischerweise haben Adsorbentien kleine Porendurchmesser, so dass es eine große Oberfläche gibt, um die Adsorption zu erleichtern. Die Porengröße liegt üblicherweise zwischen 0,25 und 5 mm. Industrielle Adsorbentien weisen eine hohe thermische Stabilität und Abriebfestigkeit auf. Je nach Anwendung kann die Oberfläche hydrophob oder hydrophil sein. Es existieren sowohl polare als auch unpolare Adsorbentien. Die Adsorbentien kommen in vielen Formen vor, einschließlich Stäben, Pellets und geformten Formen. Es gibt drei Hauptklassen von industriellen Adsorbentien:

• Verbindungen auf Kohlenstoffbasis (z. B. Graphit, Aktivkohle)
• Verbindungen auf Sauerstoffbasis (z. B. Zeolithe, Siliciumdioxid)
• Verbindungen auf Polymerbasis

Wie Adsorption funktioniert

Die Adsorption hängt von der Oberflächenenergie ab. Oberflächenatome des Adsorbens sind teilweise freigelegt, so dass sie die Adsorbatmoleküle anziehen können. Die Adsorption kann durch elektrostatische Anziehung, Chemisorption oder Physisorption erfolgen.

Beispiele für die Adsorption

Beispiele für Adsorbentien sind:

• Kieselgel
• Aluminiumoxid
• Aktivkohle oder Holzkohle
• Zeolithe
• Adsorptionskältemaschinen für Kältemittel
• Biomaterialien, die Proteine ​​adsorbieren