ADSORBIMENTO

Uno degli stadi più interessanti nel meccanismo generale della catalisi eterogenea è l’adsorbimento. A seconda della natura delle interazioni che vanno a stabilirsi tra particelle della fase solida (caso più diffuso) del catalizzatore e quelle della fase fluida, parleremo di adsorbimento fisico o chimico.

In quest’articolo tralasciamo alcuni importanti aspetti quantitativi dell’adsorbimento che meritano ulteriore approfondimento, in particolare per ciò che riguarda le isoterme di adsorbimento.

Adsorbimento fisico e chimico hanno caratteristiche diametralmente opposte. Nell‘adsorbimento fisico le interazioni adsorbente-adsorbato sono quelle di Van der Waals, ovvero quelle importanti forze che hanno un essenziale ruolo per lo stato condensato delle sostanze.

Un’ ulteriore importante caratteristica è il fatto che al fenomeno è interessata l’intera superficie catalitica, e che  temperatura e pressione giocano un ruolo determinante sulla possibilità di adsorbimento e sulla quantità di sostanza che può adsorbirsi. Inoltre sono possibili non solo uno ma più strati di molecole sovrapposte sulla superficie catalitica.

Il legame fisico adsorbente-adsorbato non è un fenomeno vincolato ad energie di attivazione da superare, ma da un punto di vista energetico l’energia di legame adsorbente-adsorbato ha lo stesso ordine di grandezza dei calori latenti di vaporizzazione.

 

Ora vediamo invece l’adsorbimento chimico.

In questo caso tra catalizzatore e particelle da adsorbire si stabiliscono legami chimici, covalenti o ionici a seconda dei casi. Quindi avremo a che fare con un fenomeno che implica l’esistenza di un’ energia di attivazione: le temperature richieste sono relativamente alte. Ma soprattutto non è l’intera superficie catalitica ad essere coinvolta nell’adsorbimento, ma solo siti attivi. Non dobbiamo così aspettarci strati di molecole di adsorbato sovrapposti.

Infine è interessante anche l’eventualità di assistere a dissociazione di molecole che vanno ad adsorbirsi. Infatti in molti casi sui siti attivi a legarsi sono gli atomi derivanti dalla dissociazione delle loro molecole di origine.

Chimitutor -09 Maggio 2017