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

CHAPITRE 3. NOTIONS FONDAMENTALES SUR LA SPECTROSCOPIEINFRAROUGE ET LE PHENOMENE D’ADSORPTIONL’isotherme de type III, réversible, n’est pas très fréquent. Il se produit dans les systèmes oùles interactions adsorbat/adsorbant sont plus faibles par rapport aux interactionsadsorbats/adsorbats. Un exemple de cas où l’on peut rencontrer ce type d’isotherme est lorsde l’adsorption d’eau dans des zéolithes purement silicatées comme la DAY.Les isothermes de type IV et V, sont caractérisés par une boucle d’hystérèse associée à lacondensation capillaire de l’adsorbat dans les mésopores. Ils présentent les mêmes partiesinitiales que les isothermes II et III et sont donc caractérisée par des interactionsadsorbants/adsorbat respectivement fortes et faibles.L’isotherme de type VI, correspond à l’adsorption multicouche par paliers sur une surfaceuniforme non-poreuse. La hauteur de chaque palier représente la capacité de chaque coucheadsorbée, qui dans le cas le plus simple, reste à peu près constante pour deux ou trois couchesadsorbées.II.1.2. Chaleur d’adsorptionLa physisorption est un processus spontané qui s’accompagne d’une perte del’enthalpie libre GIBBS du système (∆G < 0) et d’une diminution de l’entropie (∆S < 0) de laphase adsorbée à cause de la restriction de ses degrés de liberté par rapport à ceux de la phasegazeuse ou liquide. Conformément au deuxième principe de la thermodynamique (Équation33), le phénomène d’adsorption est donc un processus exothermique. GTSÉquation 33H adsoù ∆H ads représente l’enthalpie d’adsorption.A l’équilibre, le processus d’adsorption obéit à une équation du type Clausius - Clapeyron :dPdTVgQstVnTÉquation 34dans laquelle Q st est la chaleur isostérique d’adsorption définie comme étant égale à l’opposéde l’enthalpie d’adsorption (Q st = -∆H ads ), V g et V n sont respectivement les volumes molairesde la phase gazeuse et de la phase adsorbée, et P et T sont respectivement la pression et latempérature absolue.L’équation de Clausius - Clapeyron s’appuie sur deux hypothèses : (i) la phase gaz estconsidérée comme idéale, et (ii) le volume molaire de la phase adsorbée est négligeable. Ceciréduit l’Équation 34 en :97