Απορρόφηση και Προσρόφηση

Η προσρόφηση και η απορρόφηση είναι σημαντικές για φυσικές και χημικές διεργασίες με πρακτικές εφαρμογές για να κάνουν τη ζωή ασφαλέστερη και καλύτερη.

Η προσρόφηση και η απορρόφηση είναι οι δύο πιο διαδεδομένες επιφανειακές χημικές διεργασίες. Οι διακρίσεις μεταξύ προσρόφησης και απορρόφησης συχνά παρεξηγούνται. Τα άτομα ταξιδεύουν μέσα ή εισέρχονται σε μια ουσία κατά τη διαδικασία απορρόφησης. Από την άλλη πλευρά, η προσρόφηση συγκρατεί τα μόρια χαλαρά στην επιφάνεια του προσροφητικού και τα επιτρέπει να αφαιρούνται εύκολα. Όταν άτομα, ιόντα ή μόρια συνδέονται στην επιφάνεια του προσροφητικού, ονομάζεται προσρόφηση.

Η προσρόφηση είναι η δράση ατόμων, μορίων ή ιόντων ενός προσροφητικού υλικού που κολλάει στην επιφάνεια ενός προσροφητικού.

Η απορρόφηση είναι η δράση ενός ρευστού μέσου (το απορροφητικό) που απορροφάται ή εμποτίζεται στην επιφάνεια ενός απορροφητικού.

Η προσρόφηση και η απορρόφηση συμβαίνουν ταυτόχρονα :-

Εάν και η προσρόφηση και η απορρόφηση πραγματοποιούνται ταυτόχρονα, το φαινόμενο είναι γνωστό ως ρόφηση. Ως αποτέλεσμα, η ρόφηση συνεπάγεται τη συλλογή μορίων σε μια στερεή ή υγρή επιφάνεια. Το υλικό που συνδέεται με το ροφητικό ονομάζεται σορβικό.

Η ρόφηση μπορεί να παρουσιαστεί στα ακόλουθα παραδείγματα:

Ένα σφουγγάρι βουτηγμένο στο νερό. Όταν βυθίζουμε το σφουγγάρι στο νερό, τα μόρια του νερού σχηματίζουν μια μεμβράνη στο στρώμα του σφουγγαριού. Στη συνέχεια, τα μόρια του νερού αρχίζουν να εισχωρούν στον όγκο του σφουγγαριού, με αποτέλεσμα την ταυτόχρονη προσρόφηση και προσρόφηση.

Οι ίνες βαμβακιού χρωματίζονται χρησιμοποιώντας αζωχρώματα μέσω μιας διαδικασίας προσρόφησης.

Απορρόφηση vs Προσρόφηση

Οι διαδικασίες απορρόφησης και προσρόφησης είναι πολύ διαφορετικές. Το μόνο που είναι κοινό και στις δύο διαδικασίες είναι ότι τα μόρια ή τα άτομα μετακινούνται από τη μια περιοχή στην άλλη.

Απορρόφηση

Η απορρόφηση είναι ένα μαζικό γεγονός στο οποίο ενώνονται δύο ξεχωριστές ουσίες, όπως είδαμε. Τα ακόλουθα είναι μερικές από τις πρόσθετες διακριτικές ιδιότητες της απορρόφησης:

• Ενδόθερμη διεργασία – Η απορρόφηση είναι μια ενδόθερμη διαδικασία που απαιτεί εισροή ενέργειας. Κατά τη διάρκεια της απορρόφησης, η ενέργεια του απορροφητή προστίθεται στην ενέργεια του απορροφητικού συστήματος, αυξάνοντας τη συνολική ενέργεια του συστήματος.
• Απορροφάται με σταθερό ρυθμό – Το απορροφητικό απορροφά το απορροφητικό με τον ίδιο ρυθμό μέχρι να διαλυθεί πλήρως στο απορροφητικό.
• Δημιουργεί ομοιογενή συγκέντρωση – Μετά τη διαδικασία απορρόφησης, η συγκέντρωση προσροφήματος στο απορροφητικό είναι ομοιόμορφη.
• Είναι ανεξάρτητο από τη θερμοκρασία – Η θερμοκρασία στην οποία πραγματοποιείται η απορρόφηση δεν επηρεάζει τον ρυθμό ή την αποτελεσματικότητα της λειτουργίας.

Απορρόφηση

Η προσρόφηση διαφέρει από την απορρόφηση στο ότι συμβαίνει στην επιφάνεια. Οι δύο διαφορετικές χημικές ουσίες δεν αναμειγνύονται. Αντίθετα, το προσροφητικό συσσωρεύεται στην επιφάνεια του προσροφητικού. Άλλα διακριτικά χαρακτηριστικά της προσρόφησης περιλαμβάνουν:

• Η προσρόφηση είναι εξώθερμη – Ο μηχανισμός προσρόφησης είναι εξώθερμος, που σημαίνει ότι παράγει θερμότητα. Καθώς τα προσροφητικά σωματίδια συμπυκνώνονται στην επιφάνεια του προσροφητικού, το σύστημα γίνεται πιο σταθερό, με αποτέλεσμα τη μείωση της ενέργειας. Καθώς απελευθερώνεται η περίσσεια ενέργειας, η διαδικασία γίνεται εξώθερμη.
• Ο ρυθμός αυξάνεται – Ο ρυθμός προσρόφησης αυξάνεται σταθερά μέχρι να φτάσει σε ισορροπία και να σταματήσει.
• Υπάρχουν ποικίλες, μη ομοιόμορφες συγκεντρώσεις – Επειδή δεν υπάρχει διαλυτική και μαζική δράση, οι συγκεντρώσεις του προσροφητικού και του προσροφητικού είναι διαφορετικές. Η συγκέντρωση στην επιφάνεια του συστήματος είναι διαφορετική από τη συγκέντρωση του προσροφητικού.
• Λειτουργεί καλύτερα σε χαμηλές θερμοκρασίες – ωστόσο, οι δύο τύποι προσρόφησης, η χημική και η φυσική προσρόφηση, δρουν διαφορετικά. Όταν πρόκειται για φυσική προσρόφηση, η κινητική ενέργεια των προσροφημένων σωματιδίων αυξάνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία του συστήματος. Είναι λιγότερο πιθανό να προσκολληθούν στην επιφάνεια του προσροφητικού όταν συμβαίνει αυτό.

Διαφορετικοί τύποι προσρόφησης

Η προσρόφηση ταξινομείται σε δύο μορφές με βάση τον τύπο των δεσμών που παράγονται μεταξύ μορίων προσρόφησης και προσροφητικού:φυσικορρόφηση και χημειορόφηση.

Φυσιπροσρόφηση:Είναι ένα είδος προσρόφησης στο οποίο η δύναμη Van Der Waals σχηματίζει έναν ασθενή φυσικό σύνδεσμο μεταξύ των μορίων αερίου του προσροφητικού και των στερεών ή υγρών μορίων του προσροφητικού. Δεν υπάρχει καμία χημική αλλαγή και η ηλεκτρονική δομή των ατόμων και των μορίων δεν διαταράσσεται σε αυτό το είδος σύνδεσης. Το αέριο υδρογόνο, για παράδειγμα, προσροφάται στην επιφάνεια του άνθρακα.

Χημειορρόφηση:Είναι ένα είδος προσρόφησης στο οποίο το προσροφητικό σχηματίζει ισχυρές χημικές συνδέσεις με την επιφάνεια του προσροφητικού. Η ηλεκτρονική δομή των ατόμων και των μορίων διαταράσσεται κατά τη χημειορόφηση. για παράδειγμα, σκουριά.

Διαφορετικοί τύποι απορρόφησης

Φυσική Απορρόφηση:Είναι ένας τύπος απορρόφησης στον οποίο τα μόρια απορροφητικού και απορροφητικού δεν αντιδρούν. Οι αδύναμες φυσικές συνδέσεις προκαλούν απορρόφηση, για παράδειγμα, απορρόφηση αερίου οξυγόνου στο νερό.

Χημική Απορρόφηση:Είναι ένας τύπος απορρόφησης στον οποίο τα μόρια του απορροφητικού και του απορροφητικού αντιδρούν χημικά. Η πέψη των τροφίμων είναι το καλύτερο παράδειγμα χημικής απορρόφησης.

Συμπέρασμα

Με λίγα λόγια, τόσο η προσρόφηση όσο και η απορρόφηση είναι πτυχές της χημείας της επιφάνειας, αλλά οι μηχανισμοί δράσης τους διαφέρουν. Η προσρόφηση λαμβάνει χώρα όταν τα προσροφητικά μόρια έλκονται στην επιφάνεια του προσροφητικού, ενώ η απορρόφηση συμβαίνει όταν τα απορροφητικά μόρια απορροφώνται πλήρως από το απορροφητικό.

Ως αποτέλεσμα, η προσρόφηση είναι ένα επιφανειακό φαινόμενο, ενώ η απορρόφηση είναι ένα μαζικό φαινόμενο. Διάφορες τεχνολογίες, όπως η προσρόφηση του συστήματος ψύξης, έχουν αναπτυχθεί με βάση αυτές τις διεργασίες και συνεχίζεται η περαιτέρω έρευνα για την ανάπτυξη αυτών των επιφανειακών φαινομένων για μελλοντική χρήση.