Абсорбция: определение, разлика от адсорбция и видове сорбция

Абсорбция: ясно определение, разлика от адсорбция и видове сорбция — практичен гид за учени, студенти и професионалисти, обясняващ процеси и приложения.

Абсорбцията е състояние, при което нещо приема друго вещество. Това е физично или химично явление или процес, при който атоми, молекули или йони навлизат във вътрешната част (наречена "обем") на газ, течност или твърдо вещество.

Това е процес, различен от адсорбцията. Молекулите, които се подлагат на абсорбция, навлизат дълбоко в обема на материала, докато в случая на адсорбция молекулите се спират на повърхността на материала. По-общ термин е сорбция, който обхваща абсорбция, адсорбция и йонен обмен.

Други значения на "абсорбция" са:

Какво обхваща терминът абсорбция

• Физична абсорбция (поглъщане без химични реакции) — например разтваряне на газ в течност при променливи налягане и температура.
• Химична абсорбция (реактивна абсорбция) — когато погълнатото вещество взаимодейства или реагира с абсорбента; типичен пример е поемането на CO2 в разтвори на амини.
• Абсорбция на лъчение — поглъщане на електромагнитно лъчение (напр. светлина) от вещество, при което енергийните нива на атомите или молекулите се променят. Често се описва чрез спектри и законите на Беер–Ламбер.
• Абсорбция в биологията и медицината — процесът, при който тъкани или органи поемат вещества (например абсорбция на лекарства през чревната стена).
• Абсорбция на звук и топлина — преобразуване на звукова или топлинна енергия във вътрешна енергия на материалите.

Разлика между абсорбция и адсорбция

• Място: при абсорбцията веществото влиза в обема на другото; при адсорбцията се задържа на повърхността.
• Обем срещу повърхност: абсорбцията е обемен процес; адсорбцията е повърхностен процес.
• Примери: разтваряне на захар във вода — абсорбция (обемен разграждан процес); задържане на молекули от газ на активиран въглен — адсорбция.
• Кинетика и обратимост: абсорбцията може да е по-бавна и да включва дифузия в матрицата; адсорбцията често е по-бърза, но силата на свързване зависи от вида взаимодействия (ван дер Ваалсови, химични връзки и др.).

Видове сорбция (общ преглед)

• Абсорбция — вече описано.
• Адсорбция — задържане на молекули на повърхността; включва физична адсорбция и химична (хемосорбция).
• Йонен обмен — процес, при който йони от разтвор се заменят с йони, фиксирани в твърд матрикс (йонообменни смоли).

Фактори, които влияят на абсорбцията

• Разликата в концентрации — градиентът стимулира дифузията от едно фазово пространство в друго.
• Температура и налягане — при газове солубилността в течности често зависи от налягането (закон на Хенри) и температурата.
• Полярност и химична съвместимост — “подобно разтваря подобно”: полярни вещества по-лесно се абсорбират от полярни среди.
• Порьозност и площ на контакт — при порести материали (напр. силикагел) по-голямата вътрешна повърхност ускорява абсорбцията.
• Наличие на химични реакции — реактивна абсорбция може да увеличи капацитета за поглъщане, тъй като превръща абсорбатата в нов продукт.

Примери и приложения

• Поглъщане на газове в абсорбери при промишлено почистване на димни газове (например улавяне на CO2 или SO2).
• Разтваряне на вещества в разтворители — основа на много аналитични и синтетични методи.
• Медицинска абсорбция — всмукване на лекарствени молекули през лигавици и кожа.
• Абсорбиращи материали като силикагел, активен въглен и хидрофилни полимери използвани за контрол на влага, филтрация и обезпрашаване.
• Оптична абсорбция — определяне на концентрации чрез спектрофотометрия (закон на Беер–Ламбер).
• Абсорбция на звук — материали за акустична изолация, които превръщат звукова енергия в топлина.

Методи за измерване

• Гравиметрични и обемни методи — измерване на промяна в маса или обем след абсорбция.
• Спектрофотометрия — при абсорбция на светлина се използва законът на Беер–Ламбер (A = εlc) за количествен анализ.
• Хроматография и мас-спектрометрия — при анализ на състав и количествено определяне на абсорбираните вещества.
• Калориметрия — измерване на топлинните промени, съпътстващи абсорбционни процеси.

Практически съвети и наблюдения

• За ефективна абсорбция е важно правилно да се избере абсорбентът спрямо свойствата на абсорбата (полярност, разтворимост, реактивност).
• При проектиране на процеси (напр. абсорбери за газове) се взимат предвид кинетиката, масовия трансфер и фазовите равновесия.
• Понякога комбинирането на абсорбция и адсорбция (или йонен обмен) дава по-добри резултати при пречистване и отделяне на компоненти.

Ако желаете, мога да добавя конкретни примерни уравнения (напр. закон на Хенри, уравнения за масов трансфер) или да развия подробно някоя от посочените области (медицинска абсорбция, промишлени абсорбери и т.н.).

Въпроси и отговори

В: Какво е абсорбция?

В: По какво абсорбцията се различава от адсорбцията?

В: Какво е сорбция?

В: Абсорбцията физично или химично явление е?

В: Кои са някои примери за материали, които могат да се подложат на абсорбция?

В: Могат ли йоните да се подлагат на абсорбция?

В: Какви са някои други значения на термина "абсорбция"?

Търсене по буква