Was ist adsorption?

Adsorption

Die Adsorption ist ein Oberflächenphänomen, bei dem sich Atome, Ionen oder Moleküle (das Adsorbat) aus einer Gas-, Flüssigkeits- oder Gelöstphasen an der Oberfläche eines Festkörpers oder einer Flüssigkeit (dem Adsorbens) anreichern. Es handelt sich um einen von der Absorption zu unterscheidenden Prozess, bei dem eine Substanz in ein anderes Volumen eindringt.

Arten der Adsorption

Es gibt zwei Haupttypen der Adsorption:

• Physikalische Adsorption (Physisorption): Diese Art der Adsorption basiert auf schwachen Van-der-Waals-Kräften zwischen dem Adsorbat und dem Adsorbens. Sie ist typischerweise reversibel und tritt bei niedrigen Temperaturen auf. Die <a href="https://de.wikiwhat.page/kavramlar/Adsorptionswärme">Adsorptionswärme</a> ist gering.

• Chemische Adsorption (Chemisorption): Bei der Chemisorption bilden sich chemische Bindungen (kovalent oder ionisch) zwischen dem Adsorbat und dem Adsorbens. Dieser Prozess ist oft irreversibel und erfordert eine Aktivierungsenergie. Die <a href="https://de.wikiwhat.page/kavramlar/Adsorptionswärme">Adsorptionswärme</a> ist im Allgemeinen deutlich höher als bei der Physisorption.

Faktoren, die die Adsorption beeinflussen

Verschiedene Faktoren beeinflussen den Grad der Adsorption:

• Oberfläche des Adsorbens: Je größer die <a href="https://de.wikiwhat.page/kavramlar/Oberfläche">Oberfläche</a> des Adsorbens, desto mehr Adsorbat kann adsorbiert werden.
• Temperatur: Im Allgemeinen nimmt die Adsorption mit steigender Temperatur ab (bei Physisorption). Bei Chemisorption kann es jedoch sein, dass eine Erhöhung der Temperatur erforderlich ist, um die Aktivierungsenergie zu überwinden.
• Druck (bei Gasen): Bei Gasen nimmt die Adsorption mit steigendem Druck zu.
• Konzentration (bei Flüssigkeiten): Bei Flüssigkeiten nimmt die Adsorption tendenziell mit steigender Konzentration des Adsorbats zu.
• Natur des Adsorbats und Adsorbens: Die chemische Natur und die Polarität sowohl des Adsorbats als auch des Adsorbens spielen eine wichtige Rolle. Beispielsweise werden polare Adsorbate eher auf polaren Adsorbentien adsorbiert.

Anwendungen der Adsorption

Adsorption findet in vielen verschiedenen Bereichen Anwendung:

• Katalyse: Viele heterogene Katalyseprozesse beinhalten die Adsorption von Reaktanten auf der Oberfläche des Katalysators.
• Gastrennung und -reinigung: Adsorption wird zur Trennung von Gasgemischen (z.B. in Druckwechseladsorptionsanlagen (PSA)) und zur Entfernung von Verunreinigungen aus Gasströmen eingesetzt.
• Wasserreinigung: Adsorption wird zur Entfernung von Schadstoffen aus Wasser, beispielsweise durch Aktivkohlefilter, verwendet.
• Entfeuchtung: Adsorptionsmittel wie Silicagel werden zur Entfeuchtung von Luft oder anderen Gasen eingesetzt.
• Chromatographie: Adsorption ist das Prinzip, das der Chromatographie zugrunde liegt, bei der verschiedene Substanzen aufgrund ihrer unterschiedlichen Adsorptionseigenschaften getrennt werden.