Absorption

Absorption ( lat.  Absorptio fra absorbere  - absorb) - absorption af sorbatet af hele sorbentens volumen . Det er et særligt tilfælde af sorption .

Inden for teknik og kemisk teknologi er absorption (absorption, opløsning) af gasser af væsker mest almindelig. Men processerne med absorption af gasser og væsker af krystallinske og amorfe legemer er også kendt (f.eks. absorption af brint af metaller [K 1] , absorption af lavmolekylære væsker og gasser af zeolitter, absorption af petroleumsprodukter vha. gummiprodukter osv.).

Ofte sker der i absorptionsprocessen ikke kun en stigning i massen af ​​det absorberende materiale, men også en betydelig stigning i dets volumen (hævelse), såvel som en ændring i dets fysiske egenskaber - op til aggregeringstilstanden.

I praksis bruges absorption oftest til at adskille blandinger bestående af stoffer med forskellig absorptionsevne med passende absorbenter. I dette tilfælde kan målprodukterne være både absorberede og ikke-absorberede komponenter af blandinger.

I tilfælde af fysisk absorption kan de absorberede stoffer typisk genekstraheres fra absorbenten ved at opvarme den, fortynde den med en ikke-absorberende væske eller andre egnede midler. Regenerering af kemisk absorberede stoffer er også nogle gange mulig. Det kan være baseret på kemisk eller termisk nedbrydning af produkterne fra kemisk absorption med frigivelse af alle eller nogle af de absorberede stoffer. Men i mange tilfælde er regenerering af kemisk absorberede stoffer og kemiske absorbenter ikke mulig eller teknologisk/økonomisk upraktisk.

Absorptionsfænomener er udbredte ikke kun i industrien, men også i naturen (for eksempel hævelse af frø) såvel som i hverdagen. Samtidig kan de være både gavnlige og skadelige (for eksempel fører den fysiske absorption af atmosfærisk fugt til hævelse og efterfølgende delaminering af træprodukter, den kemiske absorption af ilt af gummi fører til tab af elasticitet og revner).

Absorption (absorption i volumen) bør skelnes fra adsorption (absorption i overfladelaget). På grund af ligheden mellem stavning og udtale, såvel som nærheden af ​​de begreber, der er angivet, forveksles disse udtryk ofte.

Typer af absorption

Skelne mellem fysisk absorption og kemisorption. Ved fysisk absorption er absorptionsprocessen ikke ledsaget af en kemisk reaktion. Under kemisorption indgår den absorberede komponent i en kemisk reaktion med det absorberende stof.

Absorption af gasser

Ifølge Henrys lov er opløseligheden af ​​en gas i en væske proportional med det tryk, som gassen er placeret under, men på betingelse af at gassen ikke danner nye forbindelser under opløsning og dens molekyler ikke polymeriserer [2] .

Ethvert tæt legeme kondenserer ret betydeligt partiklerne af det gasformige stof, der omgiver det, der støder op direkte til dets overflade. Hvis et sådant legeme er porøst, såsom for eksempel trækul eller svampet platin , så finder denne kondensation af gasser også sted over hele dens indre overflade af dets porer, og dermed i langt højere grad. Her er et tydeligt eksempel på dette: Hvis du tager et stykke friskbrændt kul, smider det i en flaske, der indeholder kuldioxid eller anden gas, og lukker det straks med fingeren, sænker du det med hullet ned i kviksølvbadet, så vi vil snart se, at kviksølvet stiger og kommer ind i flasken; dette beviser direkte, at kulstoffet har absorberet kuldioxid, eller på anden måde er sket komprimering, absorption af gas.

Ved enhver komprimering frigives varme; derfor, hvis kul males til pulver, som f.eks. praktiseres ved fremstilling af krudt , og lader sig ligge i en bunke, så bliver massen fra den luftoptagelse, der finder sted her, så opvarmet, at selvantændelse kan forekomme. Det er på denne absorptionsafhængige opvarmning, at designet af Döbereiner platinbrænderen er baseret . Et stykke svampet platin, der er placeret der, kondenserer luftens ilt og strømmen af ​​brint , der rettes mod det, så kraftigt , at det selv gradvist begynder at gløde og til sidst antænder brinten. Stoffer, der absorberer-absorberer vanddamp fra luften , kondenserer det også i sig selv, danner vand, og heraf bliver våde, såsom urent bordsalt , kaliumchlorid , calciumchlorid osv. Sådanne legemer kaldes hygroskopiske .

Absorptionen af ​​gasser af porøse legemer blev først bemærket og studeret næsten samtidigt af Fontan og Scheele i 1777 , og blev derefter undersøgt af mange fysikere, og især af Saussure i 1813 . Sidstnævnte, som de mest grådige absorbere, peger på bøgekul og pimpsten (havskum). Et volumen af ​​sådant kul ved atmosfærisk tryk på 724 mm absorberede 90 volumener ammoniak , 85 volumener hydrogenchlorid, 25 volumener kuldioxid, 9,42 volumener oxygen; Pimpsten var i samme sammenligning lidt mindre sugende, men under alle omstændigheder er den også en af ​​de bedste absorbenter.

Jo lettere en gas kondenserer til en væske, jo mere absorberes den. Ved lavt eksternt tryk og ved opvarmning falder mængden af ​​absorberet gas. Jo finere absorberens porer, det vil sige jo tættere den er, jo større har den i almindelighed en absorptionsevne; for små porer, såsom grafit, begunstiger dog ikke absorption. Organisk trækul absorberer ikke kun gasser, men også små faste og flydende legemer, og bruges derfor til at affarve sukker, rense alkohol osv. Som et resultat af absorption er enhver tæt krop omgivet af et lag af kondenserede dampe og gasser. Denne grund kan ifølge Weidel tjene til at forklare det mærkelige fænomen, som Moser opdagede i 1842 med de såkaldte svedbilleder, det vil sige opnået ved at trække vejret på glas. Nemlig, hvis du vedhæfter en kliche eller en form for reliefmønster til et poleret glasplan , så trækker du det væk, trækker vejret på dette sted, så opnås et ret præcist billede af mønsteret på glasset. Dette skyldes det faktum, at når man lå på klichéglasset , var gasserne nær glasoverfladen ujævnt fordelt, afhængigt af reliefmønsteret på klichéen, og derfor fordeles vanddampen, når den trækker vejret til dette sted, også i denne rækkefølge, og efter at have afkølet og sat sig, og gengive dette mønster. Men hvis glas eller klichéer foreløbigt opvarmes, og laget af gasser, der er komprimeret i nærheden af ​​dem, spredes på denne måde, kan sådanne svedmønstre ikke opnås.

Ifølge Daltons lov, fra en blanding af gasser, opløses hver gas i en væske i forhold til dens partialtryk , uanset tilstedeværelsen af ​​andre gasser. Graden af ​​opløsning af gasser i en væske bestemmes af en koefficient, der viser, hvor mange volumener gas der absorberes i et volumen væske ved en gastemperatur på 0° og et tryk på 760 mm. Absorptionskoefficienterne for gasser og vand beregnes ved formlen α = A + Bt + Ct², hvor α er den ønskede koefficient, t er gassens temperatur, A, B og C er konstante koefficienter bestemt for hver enkelt gas. Ifølge Bunsens undersøgelser har koefficienterne for de vigtigste gasser følgende

Udover faste stoffer kan væsker også absorbere, især hvis de blandes sammen i en beholder. Et volumen vand kan ved 15 °C og 744 mm tryk opløses i sig selv, absorbere 1/50 af rumfanget atmosfærisk luft, 1 volumen kuldioxid, 43 volumener svovldioxid og 727 volumener ammoniak. Den mængde gas, der ved 0 °C og 760 mm barometertryk absorberes af en enhedsvolumen væske kaldes gasabsorptionskoefficienten for denne væske. Denne koefficient er forskellig for forskellige gasser og forskellige væsker. Jo højere udetryk og jo lavere temperatur, jo mere opløses gassen i væsken, jo større er absorptionskoefficienten. Faste og flydende legemer optager forskellige mængder gasser på et givet tidspunkt, og derfor er det muligt at beregne mængden af ​​absorberet gas for hver enkelt væske. Studiet af væskers absorption af gasser blev påbegyndt af Henri ( 1803 ) og derefter fortsat af Saussure ( 1813 ) og W. Bunsen (Gasometrische Methoden, Braunschweig, 1857 , 2. udg., 1877 ). Årsagen til absorption er den gensidige tiltrækning af molekylerne i kroppen af ​​den absorberende og den absorberede.

Kommentarer

1. ↑ Et eksempel på absorption er absorptionen af ​​brint af platin og palladium . Ved almindelig temperatur kan 1 volumendel palladium opløse mere end 700 volumendele brint [1] .

Noter

1. ↑ Lukyanov A. B. , Fysisk og kolloid kemi, 1988 , s. 156.
2. ↑ Teknisk encyklopædi. / Ed. L. K. Martens. - T. 1. - M . : JSC "Soviet Encyclopedia", 1927.

Litteratur

• Lukyanov A. B. Fysisk og kolloid kemi. - 2. udg., revideret. og yderligere — M .: Kemi , 1988. — 287 s. - ISBN 5-7245-0019-1 .

Links

• Absorption // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.
• Absorptionskolonne // "Mine Encyclopedia".

Ordbøger og encyklopædier	Fantastisk norsk Stor russer Britannica (online)