fizykadsorpcja

Fizykadsorpcja, zwana także adsorpcją fizyczną, to proces gromadzenia cząsteczek substancji z gazu lub cieczy na powierzchni stałej pod wpływem słabych oddziaływań van der Waalsa. W przeciwieństwie do chemisorpcji, nie dochodzi tu do tworzenia trwałych wiązań chemicznych, a interakcje są zwykle odwracalne i stosunkowo słabe. Zjawisko to często zachodzi na materiałach o dużej powierzchni, takich jak aktywowany węgiel, krzemionka czy gliny, i może prowadzić do tworzenia jednej lub wielu warstw adsorbatu.

Cechą charakterystyczną fizykadsorpcji jest zależność od temperatury i ciśnienia: im niższa temperatura i wyższe ciśnienie cząsteczek w fazie gazowej, tym większa ilość adsorowanej substancji. Energia adsorpcji fizykalnej zwykle mieści się w zakresie kilku do kilku kilkudziesięciu kilodżuli na mol (zwykle około 4–25 kJ/mol), co potwierdza odwracalność procesu. Proces ten może prowadzić do warstwowego lub wielowarstwowego pokrycia powierzchni, zwłaszcza w przypadku adsorpcji na porowatych materiałach.

Opisano różne modele izoterm adsorpcji, takie jak izotermy Langmuira (monolayer na jednorodnej powierzchni) i Freundlicha (heterogeniczna powierzchnia). Model BET rozszerza to podejście na wielowarstwową adsorpcję i jest powszechnie stosowany w charakteryzowaniu porowatych materiałów.

Zastosowania fizykadsorpcji obejmują oczyszczanie i separację gazów, magazynowanie gazów, suszenie i kondensację par, a także jako część procesów chromatograficznych i analitycznych. Charakter odwracalności i prostota realizacji czynią z tego zjawiska istotny mechanizm w inżynierii chemicznej i materiałowej.