Mida tähendab adsorptsioon keemias?

Adsorptsiooni määratletakse keemilise liimi adhesioonina osakeste pinnale. Saksa füüsik Heinrich Kayser lõi mõiste "adsorptsioon" 1881. aastal. Adsorptsioon on protsessist erinev imendumine, milles aine hajub sisse a vedel või kindel moodustama a lahendus.

Adsorptsiooni korral seostuvad gaasi- või vedelad osakesed tahke või vedela pinnaga, mida nimetatakse adsorbendiks. Osakesed moodustavad aatomaalse või molekulaarse adsorbeeriva filmi.

Adsorptsiooni kirjeldamiseks kasutatakse isoterme, kuna temperatuur mõjutab protsessi märkimisväärselt. Adsorbendiga seotud adsorbaadi kogust väljendatakse kontsentratsioonirõhu funktsioonina konstantsel temperatuuril.

Adsorptsiooni kirjeldamiseks on välja töötatud mitu isotermimudelit, sealhulgas:

• Lineaarne teooria
• Freundlichi teooria
• Langmuiri teooria
• BET-teooria (pärast Brunaueri, Emmetti ja Tellerit)
• Kisliuki teooria

Adsorptsiooniga seotud terminid hõlmavad järgmist:

• Sorptsioon: See hõlmab nii adsorptsiooni kui ka absorptsiooni.
• Desorptsioon: Sorptsiooni pöördprotsess. Adsorptsiooni või imendumise vastupidine külg.

Puhta ja Rakenduskeemia Rahvusvaheline Liit (IUPAC) adsorptsiooni määratlus on:

Adsorptsioon on pinnanähtus, milles osakesed või molekulid seonduvad materjali pealmise kihiga. Imendumine seevastu läheb sügavamale, hõlmates kogu absorbendi mahtu. Imendumine on aine pooride või aukude täitmine.

Tavaliselt on adsorbentidel pooride läbimõõt väike, nii et adsorptsiooni hõlbustamiseks on suur pind. Poori suurus on tavaliselt vahemikus 0,25 kuni 5 mm. Tööstuslikel adsorbentidel on kõrge termiline stabiilsus ja kulumiskindlus. Sõltuvalt rakendusest võib pind olla hüdrofoobne või hüdrofiilsed. Mõlemad polaarne ja mittepolaarne adsorbendid on olemas. Adsorbente on mitmesuguse kujuga, sealhulgas vardad, graanulid ja vormitud vormid. Tööstuslikke adsorbente on kolm peamist klassi:

• Süsinikul põhinevad ühendid (nt grafiit, aktiivsüsi)
• Hapnikupõhised ühendid (nt tseoliidid, ränidioksiid)
• Polümeeril põhinevad ühendid

Adsorptsioon sõltub pinnaenergiast. Adsorbendi pinnaaatomid on osaliselt paljastatud, nii et nad suudavad adsorbeerivat molekuli meelitada. Adsorptsioon võib tuleneda elektrostaatilisest külgetõmbest, keemilisest või füsisorptsioonist.

Adsorbentide näidete hulka kuuluvad:

• Silikageel
• Alumiiniumoksiid
• Aktiivsüsi või süsi
• Tseoliidid
• Külmutusainetega kasutatavad adsorptsioonjahutid
• Biomaterjalid, mis adsorbeerivad valke

Adsorptsioon on viiruse elutsükli esimene etapp. Mõned teadlased peavad videomängu Tetris kujuga molekulide tasasel pinnal adsorptsiooni mudeliks.

Adsorptsiooniprotsessis on palju rakendusi, sealhulgas:

• Adsorptsiooni kasutatakse kliimaseadmete vee jahutamiseks.
• Aktiveeritud süsi kasutatakse akvaariumi filtreerimiseks ja koduse vee filtreerimiseks.
• Silikageeli kasutatakse niiskuse kahjustamise vältimiseks elektroonikat ja rõivaid.
• Adsorbente kasutatakse karbiidist saadud süsinike läbilaskevõime suurendamiseks.
• Adsorbente kasutatakse pindade mittenakkuva katte tootmiseks.
• Adsorptsiooni võib kasutada konkreetsete ravimite kokkupuuteaja pikendamiseks.
• Tseoliite kasutatakse maagaasist süsinikdioksiidi eemaldamiseks, reformimisgaasist süsinikmonooksiidi eemaldamiseks, katalüütiliseks krakkimiseks ja muudeks protsessideks.
• Seda meetodit kasutatakse keemialaborites ioonvahetuse ja kromatograafia jaoks.

• _{Atmosfääri keemia terminite sõnastik (soovitused 1990) ". Puhas ja rakenduskeemia 62: 2167. 1990.}
• _{Ferrari, L.; Kaufmann, J.; Winnefeld, F.; Plank, J. (2010). "Tsemendimudelisüsteemide koosmõju superplastifikaatoritega, mida on uuritud aatomjõu mikroskoopia, Zeta potentsiaali ja adsorptsiooni mõõtmise abil." J Colloid Interface Sci. 347 (1): 15–24.}