Adsorption
Definition:
Die Adsorption bezeichnet die Anlagerung und Anreicherung von Stoffen aus Flüssigkeiten oder Gasen an der inneren Oberfläche eines Festkörpers. Der Begriff stammt aus dem lateinischen Wort „adsorbere“ – ansaugen, an sich ziehen, festhalten.
Es beschreibt im Grunde einen rein physikalischen Prozess, bei dem ein Festkörper (z.B.: unser Filtermaterial: Filterkohle), Moleküle eines anderen Stoffs an seiner Oberfläche binden kann. „ansaugen/an sich ziehen/festhalten“
In dieser Grafik ist der Adsorptionsprozess am Beispiel eines Mehrschichtfilters dargestellt. Dabei ist wichtig zu wissen, dass die Effektivität und Adsorptionsleistung von zwei wesentlichen Aspekten abhängig ist:
- die Größe des Adsorbens (Filterkohle)
- die Porösität des Absorbens (Filterkohle)
Klassifizierung:
Die Adsorption lässt sich in zwei Ebenen einteilen und somit auch klassifizieren. Die rein physikalische Adsorption (Physisoption) und die chemische Adsorption (Chemiesorption). Der wesentliche Unterschied liegt in den Bindungskräften des Adsorbats.
- Physikalische Adsorption (Physisorption) Sie beschreibt alle Adsorptionen, die zu keiner Veränderung der chemischen Struktur des Adsorbats oder des Adsorbens führen. Es wirken in der Regel nur schwache und lang anhaltende van der Waal’sche Kräfte. Die Bindnungsenergie liegt im Bereich bis ca. 40 kJ/mol.
- Chemische Adsorption (Chemiesorption) Sie ist die Anlagerung eines Stoffes an der Oberfläche, die chemischen Bindungskräften gleicht. Die Struktur des Adsorptivs wird bei der Anlagerung so verändert, dass Bindungen innerhalb gebrochen werden können und somit der Zerfall des Adsorbats möglich ist. Die Bindungsenergie der Chemisorption liegt überhalb von 40 kJ/mol, bis etwa 400 kJ/mol.
Filtration:
Die Adsorption ist ein wichtiger Bestandteil bei der Aufbereitung von Schwimm- und Badebeckenwasser im Schwimmbad. Am verbreitesten ist das Adsorbens Aktivkohle oder Anthrazit als Filterschicht in Mehrschichtfiltern, oder Filtermaterial bei Sorptionsfiltern (reine Kohlefilter z.B.: Ozon). Ein weiteres Adsorbens ist das Kieselgur in Verbindung mit der Pulver-Aktivkohle bei Anschwemmfiltern.
