Chimisorption

Définition

La chimisorption est un processus de formation de liaisons chimiques fortes entre des groupes fonctionnels à la surface d'un adsorbant et l'adsorbat. L'adsorption chimique est irréversible et elle requiert un apport d'énergie plus important que la physisorption (réversible).

La physisorption et la chimisorption :

La chimisorption entraîne la formation de liaisons chimiques qui maintiennent le matériau adsorbé en place. La chimisorption est très spécifique : elle ne peut exister que si une liaison chimique se forme entre l'adsorbant et l'adsorbat. De plus, ce processus est directement proportionnel à la surface spécifique de l'adsorbant. Effectivement, la chimisorption intervient lorsqu'une molécule s'approche suffisamment des atomes de surface pour que leurs nuages ​​électroniques se chevauchent. Cette interaction permet le partage d'électrons entre l'adsorbat et l'adsorbant, facilitant ainsi la formation de liaisons chimiques.

Explications

La chimisorption est une adsorption chimique au cours de laquelle une liaison chimique se forme entre les molécules adsorbées et des sites spécifiques à la surface d'un matériau, appelés sites actifs. Cette interaction est beaucoup plus forte que la physisorption, qui peut intervenir sur n'importe quelle surface dans des conditions de température et de pression favorables.

La chimisorption n'a lieu que sur des sites actifs propres et cesse dès que l'adsorbat ne peut plus interagir directement avec la surface. Aussi, la chimisorption est limitée à la formation d'une monocouche moléculaire. Ainsi, au cours de l'adsorption moléculaire, l'adsorbat conserve sa structure.

Les techniques de mesure de la chimisorption sont essentielles pour évaluer les caractéristiques physico-chimiques des matériaux qui influencent leurs performances dans divers procédés ou réactions.

✅ L'adsorption est indispensable en catalyse hétérogène. Elle implique la liaison d'une molécule en phase gazeuse (adsorbat) aux atomes de la surface d'un solide (adsorbant) avant sa transformation chimique en produits désirés. Dans ce contexte, les réactifs jouent le rôle d'adsorbat, tandis que le catalyseur agit comme adsorbant. On distingue deux types d'adsorption : physique et chimique. La physisorption est caractérisée par des interactions relativement faibles et une faible enthalpie (environ 20 kJ/mol), tandis que la chimisorption implique des liaisons plus fortes et une énergie nettement supérieure (environ 200 kJ/mol).

L'analyse par chimisorption utilise souvent des molécules sondes telles que le monoxyde de carbone (CO), l'hydrogène (H₂) et l'ammoniac (NH₃) pour évaluer les propriétés des matériaux essentielles à l'efficacité des réactions ou à l'optimisation des procédés.

Des industries telles que le raffinage du pétrole, la production de biocarburants, la fabrication de plastiques et les applications environnementales s'appuient largement sur les mesures de chimisorption pour la caractérisation des catalyseurs et l'amélioration des procédés.

En rapport avec "chimisorption"

• adsorption

  

  L'adsorption est la fixation par adhésion d'une substance (l'adsorbat) sur une surface (l'adsorbant), sans pénétrer cette surface.

• biosorption

  

  La biosorption est un processus rapide indépendant de l'énergie sur lequel les matériaux biologiques ou les biopolymères agissant comme absorbants...

• taux d'adsorption de sodium

  

  Le taux d'adsorption de sodium est un paramètre permettant d'estimer le degré de saturation du complexe d'échange cationique (CEC) en ions sodium.

• absorption

  

  L'absorption, pour un corps mis en contact avec un fluide ou une énergie, permet d'en prélever une partie.