Vad betyder adsorption 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 in i en flytande eller fast 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.

International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) definitionen av adsorption är:

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.

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 applikation 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

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 adsorbenter inkluderar:

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

Adsorption är det första steget i en viruslivscykel. Vissa forskare anser att videospel Tetris är en modell för processen för adsorption av formade molekyler på platta ytor.

Det finns många applikationer för adsorptionsprocessen, inklusive:

• Adsorption används för att kyla vatten för luftkonditioneringsenheter.
• Aktivt kol används för akvariefiltrering och filtrering av hemmavatten.
• Silikagel används för att förhindra att fukt skadar elektronik och kläder.
• Adsorbenter används för att öka kapaciteten hos karbid härledda kol.
• Adsorbenter används för att producera icke-stickbeläggningar på ytor.
• Adsorption kan användas för att förlänga exponeringstiden för specifika läkemedel.
• Zeoliter används för att ta bort koldioxid från naturgas, ta bort kolmonoxid från reformerande gas, för katalytisk krackning och andra processer.
• Processen används i kemilaboratorier för jonbyte och kromatografi.

• _{Ordlista över termer i atmosfärisk kemi (rekommendationer 1990) ". Pure and Applied Chemistry 62: 2167. 1990.}
• _{Ferrari, L.; Kaufmann, J.; Winnefeld, F.; Plank, J. (2010). "Interaktion mellan cementmodellsystem och superplastisatorer undersökta med atomkraftsmikroskopi, zeta-potential och adsorptionsmätningar." J Colloid Interface Sci. 347 (1): 15–24.}