吸着と吸収は、物理的および化学的プロセスにとって重要であり、生活をより安全でより良いものにする実用的な用途があります.
吸着と吸収は、2 つの最も一般的な表面化学プロセスです。吸着と吸収の違いはよく誤解されています。原子は、吸収プロセス中に物質を通過するか、物質に入ります。一方、吸着は分子を吸着剤の表面にゆるく保持し、簡単に除去できるようにします。吸着剤の表面に原子、イオン、または分子が付着することを吸着と呼びます。
吸着とは、吸着剤の表面に付着する吸着物の原子、分子、またはイオンの作用です。
吸収とは、吸収剤の表面に吸収または浸透した液体媒体 (吸収物) の作用です。
吸着と吸収が同時に起こる:-
吸着と吸収が同時に起こる場合、この現象は収着として知られています。その結果、収着は、固体または液体表面での分子の収集を伴います。吸着剤に結合する物質はソルベートと呼ばれます。
収着は次の例で示すことができます:
水に浸したスポンジ。スポンジを水に浸すと、水分子がスポンジの層に膜を形成します。次に、水分子がスポンジのバルク内に入り始め、吸着と吸着が同時に行われます。
コットン繊維は、収着プロセスを通じてアゾ染料を使用して染色されます。
吸収 vs 吸着
吸収と吸着のプロセスは大きく異なります。両方のプロセスで唯一共通しているのは、分子または原子が 1 つの領域から別の領域に移動することです。
吸収
吸収は、これまで見てきたように、2 つの別々の物質が結合するバルク イベントです。以下は、吸収の追加の特徴的な特性の一部です:
- 吸熱プロセス – 吸収はエネルギー入力を必要とする吸熱プロセスです。吸収中、吸収液のエネルギーが吸収システムのエネルギーに追加され、システム全体のエネルギーが増加します。
- 一定の速度で吸収する – 吸収剤は、吸収剤に完全に溶解するまで、吸収物を同じ速度で吸収します。
- 均一な濃度を生成します – 吸収プロセスの後、吸収剤内の吸着物濃度は均一になります。
- 温度に依存しません – 吸収が行われる温度は、作業のペースや効率には影響しません。
吸着
吸着は、表面で起こるという点で吸収とは異なります。 2 つの異なる化学物質は混ざりません。代わりに、吸着物は吸着剤の表面に蓄積します。吸着のその他の顕著な特徴は次のとおりです。
- 吸着は発熱 – 吸着メカニズムは発熱です。つまり、熱が発生します。吸着粒子が吸着剤の表面に凝縮すると、システムはより安定し、エネルギーが減少します。余分なエネルギーが放出されると、プロセスは発熱になります。
- 速度が上昇する – 吸着速度は、平衡に達して停止するまで着実に上昇します。
- さまざまな不均一な濃度があります – 溶解およびバルク作用がないため、吸着物および吸着剤の濃度は多様です。システムの表面での濃度は、吸着剤の濃度とは異なります。
- 低温の方が効果的ですが、化学吸着と物理吸着の 2 種類の吸着は異なる作用をします。物理吸着に関しては、システムの温度が上昇するにつれて、吸着粒子の運動エネルギーが増加します。これが発生した場合、吸着剤の表面に付着する可能性は低くなります。
さまざまな種類の吸着
吸着は、吸着分子と吸着分子の間で生成される結合のタイプに基づいて、物理吸着と化学吸着の 2 つの形式に分類されます。
物理吸着:ファン デル ワールス力が吸着剤のガス分子と吸着剤の固体分子または液体分子との間に弱い物理的結合を形成する一種の吸着です。化学変化はなく、原子や分子の電子構造はこのようなつながりで乱されません。たとえば、水素ガスは炭の表面に吸着されます。
化学吸着:吸着物が吸着剤の表面と強い化学結合を形成する一種の吸着です。原子および分子の電子構造は、化学吸着中に破壊されます。たとえば、さびなどです。
さまざまな種類の吸収
物理吸収：吸収剤と吸収剤の分子が反応しないタイプの吸収です。物理的なつながりが弱いと吸収が起こります。たとえば、水中での酸素ガスの吸収です。
化学吸収：吸収剤と吸収剤の分子が化学的に反応する一種の吸収です。食物の消化は、化学吸収の最も良い例です.
結論
一言で言えば、吸着と吸収はどちらも表面化学の側面ですが、それらの作用メカニズムは異なります。吸着は、吸着分子が吸着剤の表面に引き付けられるときに発生しますが、吸収分子が完全に吸着剤に吸収されるときに吸収が発生します。
その結果、吸着は表面現象であり、吸収はバルク発生です。これらのプロセスに基づいて、冷凍システムの吸着などのさまざまな技術が開発されており、将来の使用のためにこれらの表面現象を開発するためのさらなる研究が進行中です。
