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Isothermes d'adsorption

Définitions

• Adsorbat : composé adsorbé sur la surface de l'adsorbant
• Adsorbant : composé solide intervenant dans le processus d’adsorption. Il effectue une catalyse hétérogène e.g. charbon actif, zéolites
• L'IUPAC classe les adsorbants selon la taille des pores : diamètre supérieur à 50 nm = macropores, compris entre 2 et 50 nm = mésopores, inférieur à 2 nm = micropores

Isotherme de Langmuir

Cet isotherme décrit de façon simple la formation d'une monocouche d'adsorbat A sur une surface adsorbante à une température donnée, donnant une proportion de sites occupés à l'équilibre de ${\mathrm{\Theta }}_A=\frac{K_{\text{éq}}{P}_A}{1+K_{\text{éq}}{P}_A}$, ou ${\displaystyle K_{\text{éq}}}$ est une constante caractéristique de l'interaction entre A et la surface.

Hypothèses

• Absorption mono-couche sur une surface homogène et uniforme

Propriétés

• On peut en déduire par DL un comportement à hautes et basses pressions
• Très utilisé pour l'étude des catalyseurs
• Ne peut s'appliquer lorsqu'il existe plusieurs types de sites, ou plusieurs adsorbats (éventuellement non idéaux)...

Isotherme de Freundlich

• ${\displaystyle \frac{m_a}{m_b}}=K_f\times p^{\frac{1}{n}}$ ou $m_a$ est la masse adsorbée de A, $m_b$ la masse d'adsorbant A totale, $K_f$ un constante =f(T, A, surface)
• Contrairement à celui de Langmuir, l'isotherme de Freundlich s'applique à des adsorptions multi-couche sur des surfaces hétérogènes
• un ${\displaystyle {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}H}$ qui varie avec l'occupation des sites indique une surface inhomogène et donc l'emploi de l'isotherme de Freundlich