Il processo di adsorbimento attraverso il chemisorbimento coinvolge reazioni chimiche tra la superficie solida e l’adsorbato, ed è ampiamente utilizzato nella catalisi eterogenea per reazioni gassose in ambito industriale. Questo fenomeno avviene su superfici solide costituite da metalli, ossidi metallici o zeoliti.
Inizialmente, le molecole di gas interagiscono con gli atomi o gli ioni sulla superficie solida tramite legami intermolecolari deboli, noto come fisisorbimento. Successivamente si verifica il chemisorbimento, in cui si formano legami chimici forti come i legami covalenti.
Durante il chemisorbimento si creano interazioni che portano alla formazione di legami covalenti, ionici e a idrogeno, spesso in modo irreversibile e a basse concentrazioni. Questo fenomeno cessa quando tutti i siti attivi sulla superficie sono occupati dalle specie adsorbite, e la sua energia è paragonabile a quella di una reazione chimica, con possibilità di essere esotermico o endotermico.
La cinetica del chemisorbimento è generalmente lenta e coinvolge un’energia di attivazione, con processi di tipo associativo o dissociativo a seconda dei casi. Ad esempio, il chemisorbimento dell’idrogeno sui metalli è principalmente dissociativo, mentre per il monossido di carbonio varia in base al tipo di metallo.
A seconda della natura della superficie metallica, il monossido di carbonio può adsorbire in forma molecolare su metalli del blocco d destro, come rame o argento, oppure in modo dissociativo su metalli alcalini, alcalino-terrosi, titanio o terre rare.
