Wat is adsorptie?

Wat is adsorptie?

Adsorptie vindt plaats als molecules in een vloeistof of gas zich vasthechten aan de oppervlakte van een vaste stof. Die vaste stof trekt ze aan (adsorbent). Daarbij overwinnen ze de kinetische energie van de verontreinigende (adsorbate) molecules.

Adsorptie is een verwijderings- of separatietechniek zoals stripping en extractie. Adsorptie is geen filtratietechniek.

Actieve kool: omkeerbare adsorptie
Er zijn twee types van adsorptie: physisorptie en chemisorptie.

• Physisorptie is het fysiek vasthechten van de adsorbate aan de adsorbente molecules, door energetische verschillen en/of elektrische aantrekkende krachten (zwakke Vanderwaalskrachten). Dit type van adsorptie is meerlagig en omkeerbaar: door desorptie kan de adsorbente stof geregenereerd worden. Physisorptie gebeurt normaal met actieve kool.
• Chemisorptie vindt plaats als er een chemische binding gemaakt wordt door de reactie van de adsorbate en de adsorbente molecules. Daardoor ontstaat slechts één laag en is de reactie onomkeerbaar.

Adsorptie gebeurt in vier fasen:

• het transport in de vloeistof,
• de diffusie doorheen de waterfilm,
• het transport doorheen de (macro-)poriën en de grafietplaten,
• en de fysieke verbinding (exothermisch 8–40kJ/mol).

Actieve kool en andere adsorbenten
Actieve kool is een organische adsorbent met niet-polaire oppervlakten. Daardoor worden organische stoffen makkelijker geadsorbeerd en anorganische elektrolyten moeilijker. Andere adsorbenten zijn bijvoorbeeld zeolieten, actieve alumina, kiezelzuur en klei.

Adsorbenten worden ingedeeld volgens hun adsorptiecapaciteit, selectiviteit, mogelijkheid tot regeneratie, reactiesnelheid, compatibiliteit en kostprijs.

Adsorptiecapaciteit
De adsorptiecapaciteit (mg/g) wordt beïnvloed door

• de fysieke en chemische eigenschappen van de absorbent (oppervlakte, grootte van de poriën, diameter, chemische samenstelling);
• de fysieke en chemische eigenschappen van de adsorbate molecules (grootte, dampdruk, kookpunt, viscositeit, moleculaire polariteit, chemische samenstelling);
• de concentratie van de adsorbate molecules in vloeistof of gas;
• de eigenschappen van vloeistof of gas (pH, temperatuur, druk, vochtigheid);
• en de contacttijd.

De adsorptiecapaciteit hangt af van verschillende groepen en verbindingen. Dit zijn enkele algemene regels: