L'adsorption est le mécanisme par lequel des molécules sont concentrées sur la surface du charbon actif.
Pourquoi les molécules sont adsorbées sur le charbon actif?
L'adsorption est provoquée par les Forces de Dispersion de London, un des nombreux types de liaison de Van der Waals. Par analogie, ces forces agissent d'une manière similaire à celles qui régissent notre univers : les forces gravitationnelles entre planètes.
Les Forces de dispersion de London sont des interactions de faible intensité, sensibles à la distance. Elles sont donc limitées dans l’espace et plus la distance entre la molécule à adsorber et la surface du charbon actif est importante et moins cette attraction est forte. Ces forces sont additives, la force d'adsorption est la somme de toutes les interactions entre les atomes. Ces deux propriétés conduisent à obtenir un produit aux forces d'adsorption physiques les plus importantes de tous les matériaux connus.
Adsorption en phase gazeuse - C'est un phénomène de condensation où les forces d'adsorption concentrent les molécules du fluide au sein des pores du charbon actif. La force d’adsorption est fonction du rapport entre la pression partielle et la pression de vapeur d'un composé donné.
Adsorption en phase liquide - Les molécules s'adsorbent dans les pores dans un état semi-liquide. La force d’adsorption est fonction du rapport entre la concentration et la solubilité d'un composé donné.
Quels composés sont adsorbés?
En théorie, tous les composés sont adsorbables. En pratique, le charbon actif est utilisé pour l'adsorption des principaux composés organiques et des composés inorganiques de haut poids moléculaire tels que l'iode et le mercure.
En général, l'adsorbabilité d'un composé augmente avec:
- les poids moléculaires croissants
- le nombre plus élevé de groupes fonctionnels tels que des doubles liaisons ou des composés halogènes
- la polarité croissante des molécules