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吸収と吸着: 主な違いと例

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吸収と吸着にはいくつかの違いがあります。 たとえば、吸収中、イオン、分子、および原子は、固体または液体のバルク相に入ります。 吸着プロセスは、溶解した固体、気体、または液体が、液体または固体の他の物質の表面にゆるくくっついたり付着したりするときに発生します。 吸収と吸着について読み続けて、他の違いについて学びましょう。

吸着対の主な違い。 吸収

吸着と吸収に共通することの 1 つは、それらが収着プロセスであることです。 これは、ある物質が別の物質に結合する化学的または物理的なプロセスを指します。 ただし、これら 2 つのプロセスにはいくつかの違いがありますが、主な違いは原動力です。 たとえば、吸着の駆動力は、吸着物と結合する固体表面での不飽和力です。 したがって、これらの力は一般に静電力または可逆力です。 ただし、強力な相互作用には、吸着剤とソルベート間の中断のない電子移動が含まれ、これは不可逆的です。 一方、吸収の駆動力は、2 つの異なるフェーズ間の濃度差です。

吸着と吸収のその他の違い

吸着 吸収
吸着の定義は、主に液体または固体のバルクではなく、材料の表面での分子、イオン、または原子の凝集です。 吸収の定義は、溶解した固体、液体、または気体が材料全体、主に気体、および液体に凝集することです。
吸着剤には空隙があり、表面への粒子の付着を刺激します 吸収は、分子空間の利用可能性と粒子の性質により発生します
表面現象 バルク現象
吸着された物質は、共有結合またはファンデルウォールの力で吸着剤に付着したままです。 吸収された材料は、吸収剤との化学的相互作用なしに吸収剤にとどまります。
発熱過程 吸熱過程
このプロセスは温度に依存します。 たとえば、低温は吸着に有利です。 吸収は温度の影響を受けません
吸着物は、吸着後に吸着剤の他の部分よりも表面に凝縮されます 吸収液中の吸収液の凝縮は、吸収後に均一です
吸着は着実に増加し、最終的に平衡に達します 均一に吸収される
吸着物は、吸着材料の表面を通過する新しい物質によって分離され、以前の吸着剤に取って代わります。 吸収物は、相との化学的相互作用に基づいて、異なる相に分けることができます。
例としては、クロマトグラフィー分析、ガスマーク、水の浄化などがあります。 例としては、氷の生産と冷蔵が含まれます
吸収と吸着のイメージ
吸収対吸着のイメージ。

©Daniele Pugliesi / CC BY-SA 3.0b – ライセンス

吸収:どのように機能しますか?

このプロセスには、別の物質のバルク相を横切る粒子の物質移動が含まれます。 また、吸収される物質を吸収体、吸収する物質を吸収体と呼びます。

吸収の種類

吸収物と吸収剤 (化学的および物理的) の間の相互作用の性質に応じて、2 種類の吸収があります。

化学吸収

このタイプの吸収には、吸収剤と吸収物との間の化学反応が含まれます。 このプロセスは、化学混合物を精製し、望ましくない成分が最終製品に浸透するのを防ぐのに役立ちます。 たとえば、石油産業における酸性ガスの除去。 また、天然ガスはエタノールアミンの水溶液を通過する際に精製されます。 ただし、エタノールアミンは通常、化学吸収によって廃ガス流 (CO2 や H2S など) からの酸性汚染物質を照らすためのスクラバーとして使用されます。

物理吸収

このタイプの吸収には、相境界で起こる気液物質移動が含まれます。 物理吸収は、圧力、溶解度、温度などの物理的特性に依存します。 さらに、これは非反応的なプロセスです。 たとえば、空気中の酸素がH2Oに溶けるとき。

吸着: どのように機能しますか?

このプロセスは、物質の表面への粒子の付着のみを伴います。 吸収された物質の正しい名前は吸着物ですが、吸収された物質は吸着剤として知られています。

物理吸着(物理吸着)

弱い分子間力が、吸着分子を吸着剤の表面に保持します。 物理吸着は、ファン デル ワールス相互作用による結合が弱いため、可逆的なプロセスであると考えられており、通常、このプロセス中に多層構造が形成されます。 また、吸着エンタルピーが低いのも特徴です。

化学吸着(化学吸着)

このタイプの吸着は本質的に非常に特異的であり、吸着物と吸着剤の間に化学結合がある場合にのみ発生します。 物理吸着とは異なり、発生する唯一の形成は単層です。 さらに、化学吸着はその強力な推進力のために不可逆的であり、吸着の高いエンタルピーが特徴です。

吸収例

このプロセスは、分子、イオン、および原子がかさ高い材料に入るときに発生します。 次に、吸収物は吸収物質中に溶解または拡散する。 この現象の好例は、水を吸収したペーパー タオルであり、水は最終的に紙全体に均一に広がります。 吸収には、能動的 (能動輸送または促進拡散) または受動的 (拡散) の 2 つの方法があります。 さらに、それは吸熱プロセスです。 さらに、吸収率は、露出表面積、圧力、濃度などの複数の要因に依存します。 吸収のその他の例には、次のものがあります。

  • 髪が吸収する水分
  • 空気中の二酸化炭素が水酸化ナトリウムに吸収される
  • 大気中に存在する酸素が水に溶ける
  • 周囲から栄養素と水分を吸収する細胞

吸着例

このプロセスは、分子、イオン、または原子が表面に付着することで発生します。 表面に吸着した物質を吸着剤と呼びます。 吸着剤は表面を持つ物質ですが。 吸着物が吸着剤に付着するとエネルギーが放出されるため、発熱プロセスと見なされます。 したがって、吸着速度は主に温度と表面積に依存します。 例えば、より低い温度は、熱エネルギーがより少ない粒子がより少ない運動エネルギーを有するため、吸着を促進する。 そのため、水素結合、共有結合形成、またはその他の分子間力によって表面に付着する可能性が高くなります。

吸着の例は次のとおりです。

  • 活性炭に吸着する汚染物質
  • 銀がガラスにくっついて鏡面を作る
  • シリカゲルへの吸水
  • 鍋やフライパンの焦げ付き防止コーティング
  • ゼオライトに吸着する粒子
  • 表面や細胞に吸着するウイルス
  • 冷媒を使用する吸着式冷凍機

用途:吸収対。 吸着

吸収

吸収の用途には、

  • 水分補給
  • 消化
  • こぼれ掃除

吸収の最も一般的な用途は、冷蔵、タービン入口冷却、製氷などの空間冷却用途のチラーの吸収です。 吸収は、環境に優しい冷媒、高効率の操作、およびクリーンな燃焼燃料を探している消費者にとって優れた選択肢です。 ただし、液体によるガス吸収は、飲料の炭酸化や油の水素化に使用されます。

吸着

吸着用途としては、エアコンの冷却水、浄水、表面処理、イオン交換カラム、不均一系触媒などがあります。 したがって、吸着の産業用途には次のようなものがあります。

  • 吸着冷凍機
  • 空調
  • 水の浄化
  • 合成樹脂

吸着式冷凍機は可動部がないため静かです。 ただし、製薬業界のアプリケーションでは、このプロセスは、特定の薬物への神経学的暴露を拡張する手段として使用されます。 したがって、ポリマー表面への分子の吸着は、生物医学デバイスや非粘着性コーティングなどのいくつかの用途で発生します。

活性炭の吸収または吸着ですか?

活性炭は非常に多孔質で、表面の化学組成が変化します。 したがって、吸着に使用されます。 さらに、汚染物質を吸収する大きな表面積を提供します。

クロマトグラフィーは炭素吸収ですか、それとも吸着ですか?

クロマトグラフィー技術は、分配、サイズ排除、表面吸着、イオン交換の 4 つの収着メカニズムに依存します。 したがって、クロマトグラフィー カーボンは、固定相の表面に直接接続されている溶質分子を含む吸着です。

吸収と吸着は同時に起こりますか?

吸収と吸着、同時に起こることはありますか? はい、できます。 これらの 2 つのプロセスが同時に発生すると、吸着と呼ばれます。 例えば、スポンジを水に浸すと、分子がスポンジの層に膜を形成し、時間の経過とともにスポンジの内部にまで広がります。

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