Fenomena adsorpsi adalah proses dimana atom atau molekul suatu zat yang berada dalam fase tertentu dipertahankan pada permukaan zat lain, yang berada dalam fase lain. Sebagai hasil dari proses ini, lapisan cairan atau gas terbentuk pada permukaan zat padat atau cair.
Jika kita mempertimbangkan permukaan material yang bersentuhan dengan udara, ikatan material menghadirkan diskontinuitas, yang secara spontan akan cenderung membentuk ikatan dengan atmosfer sekitarnya, selama prosesnya menguntungkan secara energetik. Dengan kata lain, jika kita memiliki permukaan padat dengan pori-pori nano, pori-pori ini akan mampu menahan gas dari atmosfer sekitarnya, berkat fenomena adsorpsi. Nanopori adalah yang disebut pusat aktif dari adsorben, yang memiliki gaya ikat antara atom-atomnya yang tidak jenuh, sedemikian rupa sehingga memungkinkan terjadinya adsorpsi atom atau molekul dari gas yang mengelilinginya.
Mekanisme yang tepat dari proses adsorpsi tergantung pada zat apa yang terlibat.
Jumlah bahan yang teradsorpsi tergantung pada laju adsorpsi dan desorpsi zat, dan titik di mana keseimbangan antara keduanya tercapai. Semakin tinggi adsorpsi dan semakin rendah desorpsi, semakin besar jumlah bahan teradsorpsi dalam kesetimbangan.
Jenis-jenis adsorpsi
Kita dapat membedakan antara tiga jenis adsorpsi, tergantung pada jenis gaya yang ada antara zat terlarut dan adsorben. Gaya-gaya ini dapat berupa gaya listrik, gaya Van der Waals atau jenis kimia.
- adsorpsi pertukaran. Dalam proses ini zat terlarut dan adsorben ditarik oleh gaya elektrostatik. Dengan kata lain, ion-ion zat terlarut terkonsentrasi pada permukaan sorben, yang bermuatan listrik dengan tanda yang berlawanan dengan ion-ion zat terlarut. Jika kita memiliki dua adsorbat ionik yang sama dalam berbagai faktor, tetapi satu dengan muatan lebih tinggi dari yang lain, yang dengan muatan lebih tinggi akan menjadi yang teradsorpsi. Untuk adsorbat dengan muatan yang sama, ukuran molekullah yang menentukan mana yang akan diadsorpsi.
- Adsorpsi oleh gaya Van der Waals. Juga disebut adsorpsi fisik atau fisisorpsi. Pada jenis adsorpsi ini, adsorbat tidak terpaku pada permukaan adsorben, tetapi bergerak pada antarmuka. Contoh dari jenis adsorpsi ini adalah sebagian besar zat organik dalam air dengan karbon aktif. Dalam jenis adsorpsi ini, adsorbat mempertahankan sifat kimianya.
- adsorpsi kimia. Itu terjadi ketika ada interaksi kimia antara adsorbat dan adsorben. Disebut juga kemisorpsi. Gaya interaksi antara adsorbat dan adsorben kuat, hampir seperti ikatan kimia. Dalam jenis adsorpsi ini, adsorbat mengalami transformasi sifat kimianya yang kurang lebih intens.
Kebanyakan fenomena adsorpsi adalah kombinasi dari ketiga jenis adsorpsi ini, dan seringkali sulit untuk membedakan fisisorpsi dari kemisorpsi.
Salah satu aplikasi yang paling penting dari fenomena adsorpsi pada tingkat industri adalah ekstraksi uap air dari udara terkompresi. Dalam proses ini, udara terkompresi dilewatkan melalui lapisan alumina atau bahan aktif lainnya, yang menahan molekul air melalui adsorpsi.