Qu'est-ce que le charbon actif ?

Le charbon actif est une forme brute de graphite. Pour le grand public, ce composé est utilisé généralement pour les mines de crayons. Il reste néanmoins différent dans la mesure où la disposition des plaques de graphite est entièrement aléatoire contrairement aux mines de crayons où les plaques de graphite sont parfaitement disposées de manière parallèle. Cette structure imparfaite est de fait très poreuse. Le charbon actif est donc composé de pores de tailles différentes : d’imperfections du domaine du visible jusqu’aux pores aux dimensions moléculaires.

Le charbon actif possède la plus grande force d'absorption physique et le plus important volume d'absorption de tous les matériaux naturels ou synthétiques connus.

La surface du charbon actif peut être supérieure à 1000 m²/g. Cela signifie que la surface développée par 3 grs de charbon actif couvre la surface d'un terrain de football.

 

Qu'est-ce que l'absorption ?

L'absorption est le processus par lequel les molécules liquides ou gazeuses se fixent ou sont piégées sur la surface d'un solide, dans ce cas, le charbon actif. Ce processus est différent de l'absorption où des molécules sont absorbées par un liquide ou un gaz.

L'absorption est le mécanisme par lequel des molécules sont concentrées sur la surface du charbon actif.

L'absorption est provoquée par les Forces de Dispersions de London, un des nombreux types de liaison de Van der Waals. Par analogie, ces forces agissent d'une manière similaire à celles qui régissent notre univers : les forces gravitationnelles entre planètes.

Les Forces de dispersions de London sont des interactions de faible intensité, sensibles à la distance. Elles sont donc limitées dans l’espace et plus la distance entre la molécule à absorber et la surface du charbon actif est importante et moins cette attraction est forte. Ces forces sont additives, la force d'absorption est la somme de toutes les interactions entre les atomes. Ces deux propriétés conduisent à obtenir un produit aux forces d'absorption physiques les plus importantes de tous les matériaux connus.

Absorption en phase liquide - Les molécules s'absorbent dans les pores dans un état semi liquide. La force d’absorption est fonction du rapport entre la concentration et la solubilité d'un composé donné.

 

Quels composés sont absorbés ?

En théorie, tous les composés sont absorbables. En pratique, le charbon actif est utilisé pour l'absorption des principaux composés organiques et des composés inorganiques de haut poids moléculaire comme l'iode et le mercure.

En général, l'absorbabilité d'un composé augmente avec : 

- les poids moléculaires croissants,

- le nombre plus élevé de groupes fonctionnels tels que des doubles liaisons ou des composés halogènes, 

- la polarité croissante des molécules.