Absorción (química)

En química, la absorción es un fenómeno físico o químico o un proceso en el que los átomos, moléculas o iones entran en alguna fase a granel: material líquido o sólido. Este es un proceso diferente de la adsorción, ya que las moléculas que se absorben son absorbidas por el volumen, no por la superficie (como en el caso de la adsorción).

Una definición más común es que "La absorción es un fenómeno químico o físico en el que las moléculas, los átomos y los iones de la sustancia que se absorbe entran en la fase principal (gas, líquido o sólido) del material en el que se absorbe".

Un término más general es sorción, que abarca absorción, adsorción e intercambio iónico. La absorción es una condición en la que algo absorbe otra sustancia.

En muchos procesos importantes en tecnología, la absorción química se usa en lugar del proceso físico, por ejemplo, la absorción de dióxido de carbono por hidróxido de sodio; tales procesos ácido-base no siguen la ley de partición de Nernst (ver: solubilidad).

Para ver algunos ejemplos de este efecto, consulte extracción líquido-líquido. Es posible extraer un soluto de una fase líquida a otra sin una reacción química. Ejemplos de tales solutos son los gases nobles y el tetróxido de osmio.

El proceso de absorción significa que una sustancia capta y transforma energía. El absorbente distribuye el material que captura por todo el conjunto y el adsorbente solo lo distribuye por la superficie.

El proceso de gas o líquido que penetra en el cuerpo del adsorbente se conoce comúnmente como absorción.

Ecuación

Si la absorción es un proceso físico que no va acompañado de ningún otro proceso físico o químico, normalmente sigue la ley de distribución de Nernst:"la relación de concentraciones de algunas especies de soluto en dos fases a granel cuando está en equilibrio y en contacto es constante para un soluto y fases a granel dados":

El valor de la constante K _N depende de la temperatura y se llama coeficiente de partición. Esta ecuación es válida si las concentraciones no son demasiado grandes y si la especie "x" no cambia de forma en ninguna de las dos fases "1" o "2". Si dicha molécula sufre asociación o disociación, esta ecuación aún describe el equilibrio entre "x" en ambas fases, pero solo para la misma forma: las concentraciones de todas las formas restantes deben calcularse teniendo en cuenta todos los demás equilibrios.

En el caso de absorción de gas, se puede calcular su concentración utilizando, por ejemplo, la ley de los gases ideales, c = p/RT. De manera alternativa, se pueden usar presiones parciales en lugar de concentraciones.

Tipos de absorción

La absorción es un proceso que puede ser químico (reactivo) o físico (no reactivo).

Absorción química

La absorción química o absorción reactiva es una reacción química entre las sustancias absorbidas y las absorbentes. A veces se combina con la absorción física. Este tipo de absorción depende de la estequiometría de la reacción y de la concentración de sus reactivos. Pueden llevarse a cabo en diferentes unidades, con un amplio espectro de tipos e interacciones de flujo de fase. En la mayoría de los casos, la AR se realiza en columnas de platos o de relleno.

Absorción física

Agua en un sólido

Los sólidos hidrofílicos, que incluyen muchos sólidos de origen biológico, pueden absorber agua fácilmente. Las interacciones polares entre el agua y las moléculas del sólido favorecen la partición del agua en el sólido, lo que puede permitir una absorción significativa de vapor de agua incluso con una humedad relativamente baja.

Recuperar la humedad

Una fibra (u otro material hidrofílico) que ha estado expuesto a la atmósfera generalmente contendrá algo de agua, incluso si se siente seco. El agua se puede eliminar calentándola en un horno, lo que conduce a una disminución apreciable del peso, que se recuperará gradualmente si la fibra se devuelve a una atmósfera 'normal'. Este efecto es crucial en la industria textil, donde la proporción del peso de un material compuesta por agua se denomina recuperación de humedad.