Experimente:
Versuch: Adsorption und Desorption von Kristallviolett an Aktivkohle
Versuch: Modellversuch zur Chemisorption von Schwefeldioxid an Aktivkohle

Vorneweg ein paar Begriffe, die immer wieder genutzt werden:

Viele Substanzen lassen sich an Oberflächen anderer Stoffe anreichern. Man nennt diese Verdichtung Adsorption. Das Wort stammt aus dem Lateinischen: adsorbere = heranziehen. Der zu adsorbierende Stoff ist das Adsorptiv (modern: Substrat). Der adsorbierende Stoff ist das Adsorptionsmittel oder Adsorbens. Das adsorbierte Substrat ist das Adsorbat. Den umgekehrten Vorgang nennt man Desorption.

Daraus folgt ein Zungenbrecher: Das Adsorptiv/Substrat Kristallviolett wird vom Adsorbens Aktivkohle adsorbiert und wird dabei zum Adsorbat.

Man sollte all das nicht verwechseln mit Absorption, was soviel wie "Verschlucken" bedeutet. So wird Licht von Stoffen absorbiert. Letztlich dient es nur zu deren Aufheizung...

Bei der Adsorption treten die Oberfläche des Adsorptionsmittels und die Teilchen des Adsorbats miteinander in Wechselwirkung. Die Kräfte, mit denen die Teilchen des Adsorbats an der Oberfläche des Stoffes festgehalten werden, können von schwachen van der Waals-Kräften, über Wasserstoffbrückenbindungen bis hin zu starken chemischen Bindungen reichen.

Nach den Kräften unterscheidet man die physikalische Adsorption, die Physisorption, sowie die chemische Adsorption, die Chemisorption.

Von Physisorption spricht man bei Nah-Ordnungskräften wie denen nach van der Waals benannten sowie bei der Fixierung der Substratteilchen über Wasserstoffbrücken.

Bei der Chemisorption ist das Adsorbat an die Oberfläche des Feststoffes chemisch, also kovalent oder ionisch gebunden. Dabei kann es durchaus zu einer chemischen Veränderung des Substrats oder der Substrate kommen (-> Versuch).

Chemisorption und Physisorption lassen sich oftmals nur schwer gegeneinander abgrenzen, können nebeneinander auftreten. Als Beispiel dafür sei die Adsorption von Wasser an Quarz genannt. Die Wassermoleküle werden zunächst chemisorbiert und in einem weiteren Schritt dann physisorbiert.

Chemisorption

Physisorption

Diese Vorgänge beobachtet man übrigens, wenn ein Quarzkristall bricht und neue Oberflächen bildet.

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