Adsorption

L’adsorption est l’enrichissement d’une substance à l’interface entre deux phases, par exemple à la surface d’un solide plongé dans l’eau. Les molécules ou ions retenus sont les adsorbats ; le matériau qui les fixe est l’adsorbant. Le phénomène peut résulter d’interactions physiques ou chimiques et dépend fortement de la surface disponible et des conditions du milieu.

Adsorption et absorption

L’absorption implique l’entrée d’une substance dans le volume d’une autre phase, alors que l’adsorption concerne d’abord une interface. Dans un matériau poreux, les deux phénomènes peuvent être difficiles à séparer expérimentalement ; le terme « sorption » est alors parfois employé sans préciser le mécanisme.

Application au traitement de l’eau

Le charbon actif fournit une grande surface interne sur laquelle certaines molécules organiques peuvent être adsorbées. L’équilibre entre concentration dissoute et quantité fixée peut être décrit par une isotherme à température donnée, sans que celle-ci révèle à elle seule le mécanisme moléculaire. L’efficacité dépend de la distribution des pores, de la chimie du composé, du pH, de la température, du temps de contact et de la compétition avec les autres substances présentes.

La capacité utile d’un adsorbant est finie. Dans une colonne, un front de transfert progresse dans le média ; lorsque celui-ci atteint la sortie, la concentration du composé augmente progressivement. Ce « percement » ne signifie pas nécessairement un relargage brutal de tout ce qui a été fixé. En filtration chimique, le débit, la masse de média, la saturation et la présence de matières organiques déterminent donc l’intervalle de remplacement.

L’adsorption peut être réversible. Un changement de pH, de salinité, de température ou de composition de l’eau modifie parfois l’équilibre et la fraction retenue. Un résultat obtenu avec une eau modèle n’est donc pas directement transposable à tous les aquariums, bassins ou effluents.