Desorptionsrate

Desorptionsrate bezeichnet die Geschwindigkeit, mit der ein zuvor an einer Festphase adsorbierter Stoff wieder in die umgebende Phase überführt wird, häufig aus der Festphase in eine wässrige oder gasförmige Phase. Sie ist ein zentraler Bestandteil von Sorptionsprozessen, in denen Adsorption und Desorption zeitlich unterschiedlich verlaufen können. Die Desorptionsrate hängt von der Menge des noch adsorbierten Stoffes, der Beschaffenheit der Oberfläche, Temperatur, pH, Ionenstärke und Konkurrenzstoffen ab.

Kinetisch lässt sich Desorption oft durch eine first-order-Beziehung beschreiben: dq/dt = -k_des q, wobei q die pro Masseneinheit sorbene Menge ist. Die Desorptionsrate r_des ergibt sich dann als r_des = -dq/dt = k_des q. In vielen Systemen treten auch Nullordnungs- oder komplexere Modelle auf, insbesondere wenn Diffusion innerhalb von Partikeln oder mehrere Desorptionspfade beteiligt sind. Desorption kann zudem als langsam oder teilweise irreversibel beschrieben werden, was als Desorptionshysterese bekannt ist.

Messung und Modellierung erfolgen typischerweise durch Batch-Desorptionstests, bei denen ein sorbiertes Material in einer Lösung belassen und die freigesetzte Menge zeitlich erfasst wird. Zur Beschreibung der Gleichgewichte werden Isothermen wie Langmuir oder Freundlich verwendet, während Desorptionskinetik durch geeignete lineare oder nichtlineare Modelle charakterisiert wird. Umwelttechnisch bedeutsam ist die Desorptionsrate, da sie die Langzeitfreisetzung von kontaminierten Substanzen aus Böden, Sedimenten oder Aktivkohle beeinflusst.

Siehe auch: Sorption, Adsorption, Desorption, Desorptionsisotherm, Hysterese.