Zjawisko adsorpcji fizycznej polega na
Adsorpcja fizyczna polega na zatrzymywaniu cząsteczek sorbowanej substancji na powierzchni adsorbenta, a nie w całej jego objętości. To jest bardzo ważne rozróżnienie, bo w praktyce decyduje o doborze materiału i warunków procesu. W adsorpcji fizycznej działają głównie słabe oddziaływania międzycząsteczkowe, np. siły van der Waalsa, więc zwykle nie powstają nowe związki chemiczne. Proces bywa odwracalny, dlatego adsorbent często można regenerować przez podgrzanie, obniżenie ciśnienia albo przedmuch gazem. Typowe przykłady to węgiel aktywny w filtrach do oczyszczania powietrza i wody, żel krzemionkowy pochłaniający wilgoć albo złoża adsorpcyjne stosowane przy usuwaniu lotnych związków organicznych. Z mojego doświadczenia najłatwiej zapamiętać to tak: adsorpcja dzieje się na powierzchni, absorpcja w objętości. W dobrej praktyce technicznej zwraca się uwagę na powierzchnię właściwą adsorbentu, porowatość, temperaturę, czas kontaktu, stężenie zanieczyszczenia i możliwość regeneracji złoża. W normowych i branżowych opisach procesów sorpcyjnych często podaje się parametry typu m²/g, pojemność adsorpcyjna oraz warunki pomiaru izoterm, bo bez tego wynik jest mało porównywalny. Moim zdaniem to jedno z tych pojęć, które wygląda prosto, ale potem bardzo pomaga przy filtracji, ochronie środowiska i technologii chemicznej.
W tym pytaniu łatwo pomylić adsorpcję z absorpcją, bo oba słowa brzmią podobnie i oba opisują ogólnie sorpcję, czyli wiązanie lub pochłanianie substancji. Różnica jest jednak konkretna technicznie. Pochłanianie substancji przez całą objętość innej substancji to absorpcja, przykładowo rozpuszczanie gazu w cieczy albo wnikanie wilgoci w materiał. Tam cząsteczki nie zostają tylko na zewnętrznej powierzchni, ale przechodzą do wnętrza fazy. Określenie pochłaniania przez część objętości też nie opisuje poprawnie adsorpcji fizycznej, bo sugeruje proces objętościowy, tylko ograniczony przestrzennie. W adsorpcji kluczowa jest powierzchnia adsorbenta, szczególnie powierzchnia porów, a nie wybrany fragment objętości materiału. Częsty błąd myślowy polega na tym, że ktoś widzi porowaty węgiel aktywny i wyobraża sobie, że zanieczyszczenia są pochłaniane jak w gąbce do środka. W rzeczywistości cząsteczki osadzają się na ściankach porów, czyli nadal na powierzchni, tylko tej bardzo rozbudowanej. Tworzenie nowych związków chemicznych to z kolei opis bliższy chemisorpcji albo reakcji chemicznej na powierzchni. W adsorpcji fizycznej nie powinno się zakładać powstawania wiązań chemicznych jako podstawowego mechanizmu. Dobre praktyki laboratoryjne i przemysłowe rozdzielają te pojęcia, bo inaczej źle dobiera się warunki procesu: temperaturę, regenerację złoża, czas kontaktu i bezpieczeństwo eksploatacji. Moim zdaniem najprostsza kontrola jest taka: jeśli mowa o powierzchni i słabych oddziaływaniach, to adsorpcja fizyczna; jeśli o objętości, to absorpcja; jeśli o nowych związkach, to już chemia reakcyjna albo chemisorpcja.