L'adsorbimento è l'attaccamento di particelle di una fase liquida o gassosa adiacente alla superficie di un solido. La superficie è spesso indicata come interfaccia. La sostanza alla cui interfaccia sono attaccate queste particelle è chiamata adsorbente. Le particelle in fase liquida o gassosa sono dette adsorbenti. Gli adsorbenti sono le particelle che sono già attaccate alla superficie dell'adsorbente. A differenza dell'adsorbimento, l'assorbimento comporta l'assorbimento di sostanze all'interno di un corpo solido.
Se durante l'adsorbimento agiscono solo forze fisiche, questo si chiama physissorption. Queste forze fisiche (forze di Van der Waals) sono relativamente deboli. I legami chimici all'interno di una particella assorbita rimangono quindi intatti. Il livello dell'entalpia di adsorbimento è paragonabile all'entalpia di condensazione dell'adsorbente. Poiché le forze di Van der Waals agiscono su determinate distanze, le particelle adsorbenti possono essere attaccate all'adsorbente in diversi strati, a differenza del chemisorbimento. Nella chemisorizzazione, le forze di legame chimico sono circa dieci volte più forti. Le molecole possono quindi disintegrarsi durante l'adsorbimento. Ad esempio, l'idrogeno è attaccato all'adsorbente come un atomo. La fisioassorbimento e la chemisorbimento si verificano spesso contemporaneamente. Le forze fisiche agiscono a distanze maggiori. Se la distanza è sufficientemente piccola, si verifica la chemisorizzazione.
Le applicazioni che utilizzano l'adsorbimento fisico sono ad esempio i filtri di protezione respiratoria, l'essiccazione dell'aria umida, la purificazione dei gas di scarico, il trattamento dell'acqua, la separazione delle miscele di gas, l'analisi delle miscele di gas e molte altre. I materiali utilizzati sono ad esempio il carbone attivo, il gel di silice e le zeoliti. I materiali sono utilizzati come materiale sfuso o in forma strutturata. I materiali hanno generalmente una struttura molto porosa per massimizzare la superficie effettiva. Il chemisorbimento viene utilizzato in vari processi chimici. Esempi di processi chimici in cui si utilizza la chemisorizzazione sono il processo Haber-Bosch e la sintesi Fischer-Tropsch.
L'inverso dell'adsorbimento è il desorbimento. Il calore viene rilasciato durante l'adsorbimento. Nel desorbimento, l'energia termica deve essere aggiunta al processo. A causa delle basse forze di legame, l'apporto di calore necessario per il desorbimento è significativamente più basso per le particelle fisicamente adsorbite. Con l'adsorbimento chimico l'apporto di calore necessario è molto più elevato perché i legami chimici devono essere dissolti. La proprietà che il calore deve essere fornito durante l'adsorbimento o che il calore viene rilasciato durante il desorbimento è utilizzata nei refrigeratori ad adsorbimento e negli accumulatori di calore termochimici. Durante la fase di adsorbimento l'impianto si raffredda e quindi fornisce energia di raffreddamento. Durante il processo di desorbimento deve essere fornito calore per rigenerare l'adsorbente (sorbente).
adsorption