Physisorption

Die Physisorption ist eine spezielle Form der Adsorption, bei der im Unterschied zur Chemisorption das Adsorbatmolekül durch physikalische Kräfte an das Substrat gebunden wird.

Physikalische Kräfte sind dabei als Kräfte zu verstehen, die keine chemische Bindung bewirken, d.h. nur so schwach sind, dass die Orbitalstruktur nicht geändert wird. Weiter sind diese Wechselwirkungen im Gegensatz zu chemischen Bindung meist ungerichtet.

Eine Form solcher Kräfte ist die Van-der-Waals-Kraft, also die elektrostatische Wechselwirkung zwischen induzierten, fluktuierenden Dipolen.

Wesentlich stärkere Kräfte entstehen durch die Wechselwirkung mit den festen Dipolen an polaren Oberflächen (Salze) oder den Spiegelladungen, wie sie in elektrisch leitfähigen Oberflächen (Metalle) auftreten. Diese Wechselwirkungen sind aber schon so stark, dass sie teilweise als Chemisorption angesehen werden müssen.

Eigenschaften der Physisorption sind die vollständige Reversibilität und die Möglichkeit, multimolekulare Adsorbatschichten zu bilden. Da keine Aktivierungsenergie nötig ist, verläuft die Bedeckung des Substrats sehr rasch.

Festkörperoberflächen sind daher an Luft immer mit einer dünnen Schicht aus adsorbierten Gasen und Ölen bedeckt. Dies verhindert üblicherweise die Kaltverschweißung von Metallflächen.

Technisch macht man sich die schnelle Adsorption von Gasen an frischen, unbedeckten Oberflächen in Sorptionspumpen zunutze.

Eine weitere Anwendung der Physisorption ist die Luft- oder Wasserreinigung mit Hilfe von Aktivkohlefiltern.