Adsorbimento
Che cos'è l'adsorbimento?
L'adsorbimento è una proprietà fisico-chimica dei solidi e dei liquidi che consiste nel trattenere o concentrare sulla propria superficie, cioè di adsorbire, uno o più componenti (atomi, molecole, o ioni) di altre sostanze solide e fluide a contatto con la superficie stessa.
Tale fenomeno è in contrapposizione con quello dell'assorbimento (detto talvolta absorbimento) che comporta invece la penetrazione di sostanze fluide nella massa di un solido o di un liquido.
Il fenomeno dell'adsorbimento avviene all'interfaccia della superficie di separazione delle due sostanze e assume maggiore importanza nei sistemi colloidali e nei solidi finemente suddivisi, nei quali la superficie di contatto delle particelle è elevata rispetto al loro volume.
Per inquadrare meglio l'argomento iniziamo dando alcune definizioni dei principali termini riguardanti l'argomento adsorbimento:
- adsorbimento: capacità di una superficie di trattenere molecole, atomi o ioni di sostanze allo stato solido, liquido, o gassoso;
- adsorbente: il solido o il liquido che adsorbe;
- adsorbito: il solido, liquido, o gas adsorbito sotto forma di molecole, atomi, o ioni.
Adsorbimento fisico e adsorbimento chimico
A seconda delle forze messe in gioco, esistono due tipi di adsorbimento:
- adsorbimento fisico;
- adsorbimento chimico.
L'adsorbimento fisico è un adsorbimento di tipo reversibile causato dalle sole forze fisiche; tra adsorbente e adsorbito non avviene alcuna reazione chimica.
L'adsorbimento chimico, detto anche chemiadsorbimento, è un adsorbimento irreversibile causato da forze fisiche e chimiche; tra adsorbente e adsorbito ha luogo una reazione chimica.
Tipi di adsorbimento
In base al tipo di sistema adsorbente-adsorbito, possiamo avere diversi tipi di adsorbimento:
- gas (o vapore) su solido: l'adsorbimento dei gas da parte dei solidi è forse il caso più comune e meglio conosciuto. La catalisi per contatto dipende interamente dall'adsorbimento solido-gas, il che ha dato un notevole incremento agli studi sui catalizzatori. La gascromatografia si fonda su tale tipo di adsorbimento;
- gas (o vapore) su liquido: l'adsorbimento dei gas da parte dei liquidi non è stato studiato nella stessa misura degli altri tipi; è stato invece studiato l'adsorbimento su acqua e su mercurio;
- liquido su solido: le prime applicazioni di questo tipo di adsorbimento comprendevano l'adsorbimento - da parte dei solidi - dei contaminanti presenti nei liquidi. Un esempio di tale applicazione è la depurazione dell'acqua mediante filtrazione attraverso strati di argilla. Il carbone di legna, il gel di silice e le argille sono tra gli adsorbenti maggiormente impiegati in tali applicazioni;
- liquido su liquido: in questo caso l'adsorbimento ha luogo alla superficie di separazione dei due liquidi ed è influenzato da entrambi i liquidi;
- solido su solido: l'adsorbimento di un solido su un altro solido ha una importanza pratica limitata e riguarda unicamente i sistemi soggetti a fenomeni di soluzione solida. Questo tipo di adsorbimento viene impiegato nella preparazione di opportuni catalizzatori nei quali un solido è adsorbito sulle particelle di un veicolo anch'esso solido.
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