Adsorção

A adsorção é um fenômeno que ocorre em interfaces do tipo fluido-sólido e que consiste na retenção de moléculas do fluido na superfície sólida. Se o fluido for multicomponente, alguns dos componentes podem ser adsorvido mais intensamente do que outros tornando o fenômeno interessante para separação e purificação.

Para entender a adsorção considere uma superfície sólida plana perfeitamente lisa ao tato. A superfície de um espelho é um bom exemplo. Apesar de lisa, a superfície, quando vista ao microscópio, apresenta-se completamente rugosa com colinas e desfiladeiros se distribuindo em toda a superfície. Estas irregularidades microscópicas são pontos de desequilíbrio das forças intermoleculares conhecidas como forças de van der Waals. Estas forças decorrem da polarização das moléculas e, por esta razão, são capazes de reter moléculas na superfície sólida. Este tipo de adsorção é conhecido como adsorção física. Por outros lado, esta irregularidades podem provocar o surgimento falhas no reticulo cristalino do sólido dando origem a ligações químicas livres onde moléculas presentes no fluido podem se ligar químicamente. Esta ligação pode ser covalente, dativa ou iônica. Estes pontos são conhecidos como sítios ativos. Este tipo de adsorção é conhecido como adsorção química. A adsorção química é responsável pelo efeito catalítico sobre algumas reações.

O sólido capaz de adsorver é conhecido como adsorvente e o componente do fluido capaz de ser adsorvido é o adsorbato.

Johannes Diderik van der Walls nasceu em Leide em 23 de novembro de 1837 e morreu em Amsterdam e 8 de março de 1923

 

Existem diferenças entre estes tipos de adsorção.

1. A adsorção física é inespecifica e toda molécula é adsorvida desde que esteja abaixo de sua temperatura crítica. A adsorção química é altamente específica e nem todas as superfícies sólidas possuem sítios ativos capazes de adsorver químicamente e nem todas as moléculas presentes no fluido podem ser adsorvidas químicamente, somente aquela capazes de se ligar ao sítio ativo. A adsorção química pode acorrer acima da temperatura crítica
2. No que se refere ao calor de adsorção, a adsorção física é da ordem do calor de condensação/vaporização situando em geral abaixo de 10 kcal/mol. Já a adsorção química o calor de adsorção é da ordem do calor de reação, portanto, acima de 20 kcal/mol.
3. Outra diferença óbvia é que a adsorção física ocorre em toda a superfície sendo, por isso não localizada. Já a adsorção química só pode ocorrer nos sítios ativos, sendo, por isso dita localizada.
4. Na adsorção física a natureza química do adsorbato não se altera, ele simplesmente é retido na interface. A adsorção química altera a natureza química do adsorbato que pode se fragmentar no processo.