Zalfa NOUR Modélisation de l'adsorption des molécules à fort ...

CHAPITRE 3. NOTIONS FONDAMENTALES SUR LA SPECTROSCOPIEINFRAROUGE ET LE PHENOMENE D’ADSORPTIONFigure 9. Les six isothermes d’adsorption de la classification IUPAC (en haut) et les courbes hypothétiques deschaleurs isostériques qui leur correspondent (en bas). 10Dans le cas de l’isotherme du type I, caractéristique d’une adsorption dans des matériauxmicroporeux, le début du processus d’adsorption est caractérisé par une interaction forte entrel’adsorbat et l’adsorbant. Au fur et à mesure du phénomène d’adsorption, il y a une oppositionentre les interactions adsorbat/adsorbant et adsorbat/adsorbat ce qui donne à la courbe uneallure constante. Enfin, à fort taux d’adsorption, c’est l’interaction adsorbat/adsorbant quiprédomine et fait chuter la valeur de la chaleur isostérique d’adsorption.Dans le cas de l’isotherme du type II, la chaleur isostérique d’adsorption diminue rapidementjusqu’à atteindre la valeur de l’enthalpie de vaporisation (∆ vap H) du gaz adsorbé. Dans laplupart des cas où il existe différents sites sur l’adsorbant, cette diminution de la courbe estmoins prononcée.L’isotherme de type IV étant très similaire à l’isotherme II, ceci fait que la même tendance estsuivie par la courbe de la chaleur isostérique d’adsorption. La différence entre les deuxisothermes est liée à la présence d’une hystérèse dans le cas de l’isotherme de type IV qui setraduit par une augmentation de la chaleur isostérique d’adsorption au cours de la désorption.Dans le cas des isothermes de types III et V, caractéristiques des systèmes ayant de faiblesinteractions adsorbat/adsorbant, la chaleur isostérique d’adsorption est, dès le début duprocessus d’adsorption, au dessous de l’enthalpie de vaporisation de l’adsorbat. Il parait quedans de tels systèmes, ce sont les effets de l’entropie qui dirigent le phénomène d’adsorption.Comme dans le cas précédent, la présence d’une hystérèse dans le cas de l’isotherme de typeV induit une augmentation de la chaleur isostérique lors de la désorption au dessus de lavaleur de l’enthalpie de vaporisation de l’adsorbat.100