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Absorption

 

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 1) Meteorologie: Aufnahme der Sonnenstrahlung und deren Umwandlung in Wärme, Elektrizität und chemische Energie durch die Atmosphäre und die Erdoberfläche.

 

 2) Physik: Schwächung einer Teilchen- oder Wellenstrahlung in ihrer Intensität beim Durchgang durch Materie (z. B. von radioaktiver Strahlung durch Abschirmstoffe), auch bei ihrem Auftreffen auf Materie, an der sie (teilweise) reflektiert wird. Bei Absorption wird die gesamte oder ein Teil der Strahlungsenergie an die Materiebausteine abgegeben, wobei es zu unterschiedlichen Atom- oder Molekülanregungsprozessen, bei hochenergetischer Strahlung auch zu Kernanregungs- und Kernumwandlungsprozessen, und zu einer Umwandlung in andere Energieformen, v. a. in Wärmeenergie (Absorptionswärme), kommt. Der Rest der Strahlung wird entweder reflektiert oder elastisch gestreut oder geht durch die Materie hindurch (Transmission).

 

Bei der Absorption von Licht gehen die Atome oder Moleküle der durchstrahlten Materie zum Teil in angeregte Energiezustände über, wobei, je nach der Beschaffenheit und Zusammensetzung der Materie, nur Licht bestimmter Wellenlängen absorbiert wird (selektive Absorption). Das Spektrum von einfallendem weißem Licht zeigt daher nach dem Austritt dunkle Linien und Banden (Absorptionsspektrum). Die Auswertung von Absorptionsspektren erlaubt weit reichende Schlüsse auf die Beschaffenheit der durchstrahlten Materie; z. B. lassen sich aus den sprunghaften Änderungen in Röntgenabsorptionsspektren (Absorptionskante) die Ionisierungsenergien der inneren Elektronen der Atome berechnen.

 

Die Farbgläser absorbieren Licht aus dem sichtbaren Spektralbereich; z. B. können kupferhaltige Gläser blau oder rot färben, je nachdem, ob das Kupfer in Form von Cu²⁺-Ionen oder metallisch als Cu⁰-Tröpfchen vorliegt. Röntgenstrahlen werden von Strahlenschutzgläsern absorbiert.

 

Der Absorptionsgrad (das Absorptionsvermögen) α ist als Quotient aus absorbierter (Φ_a) und einfallender Strahlungsleistung Φ definiert: α = Φ_a / Φ. Variiert er stark mit der Wellenlänge λ, spricht man vom spektralen Absorptionsgrad α (λ), der mit monochromatischer Strahlung bestimmt werden kann. Entsprechend sind Reflexionsgrad ρ = Φ_r / Φ und Transmissionsgrad τ = Φ_tr / Φ definiert, wobei Φ_r die reflektierte, Φ_tr die durchgelassene Strahlungsleistung bedeuten; es gilt: ρ + α + τ = 1.

 

In der Optik und Lichttechnik werden im Allgemeinen die Stoffkennzahlen α, ρ und τ auf den auftreffenden Lichtstrom bezogen und dann als Reinabsorptionsgrad α_i, Reinreflexionsgrad ρ_i und Reintransmissionsgrad τ_i bezeichnet.

 

Für die austretende (spektrale) Strahlungsleistung Φ_ex nach dem Durchqueren eines Mediums der Schichtdicke d gilt das (Bouguer-Lambertsche) Absorptionsgesetz Φ_ex = Φ_in · e^-kd, wobei Φ_in die (spektrale) Strahlungsleistung beim Eintreten in das absorbierende Medium und k eine als Absorptionskoeffizient (Absorptionskonstante) bezeichnete Stoffgröße ist. Ihr Kehrwert hat die anschauliche Bedeutung, dass längs des Weges 1/k die einfallende Strahlungsleistung auf den e-ten Teil (≙ 37 %) abgenommen hat.

 

Nichtlineare Absorption, nichtlineare Optik.

 

 3) physikalische Chemie: eine Form der Sorption; die Aufnahme von Gasen durch einen flüssigen oder festen Stoff (Absorptionsmittel, Absorbens). Die Absorption, bei der die Gase ins Innere des Absorbens eindringen, ist zu unterscheiden von der Adsorption an der Grenzfläche. Die gelöste (absorbierte) Gaskomponente wird als Absorbend, Absorbat oder Absorptiv bezeichnet. Unter Desorption versteht man die Umkehrung der Absorption, d. h. das Austreiben des Gases bei erhöhter Temperatur und/oder erniedrigtem Druck unter Rückgewinnung des Lösungsmittels. Für die physikalische Absorption, bei der keine chemischen Reaktionen zwischen den Gas- und den Absorbensmolekülen eintreten, sondern nur zwischenmolekulare Anziehungskräfte wirksam sind, gilt das Henry-Gesetz, nach dem bei konstanter Temperatur die Löslichkeit eines Gases in einer Flüssigkeit proportional zu dessen Druck in der Gasphase ansteigt, d. h., die Konzentration c des absorbierten (gelösten) Gases ist proportional dem Partialdruck p in der Gasphase: c = k · p. Der Proportionalitätsfaktor k heißt Absorptionskoeffizent oder Löslichkeitskoeffizent; sein Wert hängt von der Temperatur und der Art des Gases und der Flüssigkeit ab. Im Allgemeinen nimmt die absorbierte Gasmenge mit steigender Temperatur ab; z. B. gilt für Sauerstoff aus Luft von 1 bar in Wasser:

 

In der Natur ist die Absorption von Luftsauerstoff in Oberflächengewässern Voraussetzung für das Leben von Wassertieren und die Selbstreinigungskraft der Gewässer. - Beispiele aus der chemischen Verfahrenstechnik für die physikalische Absorption sind die Absorption von Kohlendioxid in gekühltem Methanol bei der Reinigung von Synthesegas (Rectisolverfahren) und die Isolierung von Butadien oder Acetylen mit N-Methylpyrrolidon (Extraktivdestillation).

 

Bei der chemischen Absorption findet zwischen Gas und Absorbens eine chemische Reaktion statt. Dadurch wird bereits bei niedrigem Druck der Gaskomponente eine hohe Löslichkeit erreicht. Handelt es sich um eine reversible Reaktion, kann durch Temperaturerhöhung eine Umkehrung des Vorgangs, d. h. Desorption erreicht werden. Ein Beispiel ist die Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Erd- oder Raffineriegas mit wässrigen Äthanolaminlösungen. Ist die Reaktion nicht reversibel, so wird die Erzeugung eines verwertbaren Endproduktes angestrebt, z. B. Gips bei der Absorption von Schwefeldioxid aus Rauchgasen mit Kalksuspensionen.

 

Absorptionsapparate (Absorber) müssen bei der Gaswäsche einen intensiven Kontakt zwischen Gas und Waschflüssigkeit ermöglichen. Das kann durch feines Dispergieren des Gases in der Flüssigkeit (z. B. in Kolonnen, Blasensäulen) oder durch Versprühen der Flüssigkeit in das Gas (z. B. mit Strahlwäschern) erreicht werden.

 

 4) Physiologie: Aufsaugung der von außen zugeführten Gase und Flüssigkeiten durch Haut und Schleimhäute, im deutschen Sprachgebrauch als Resorption bezeichnet.

 

 5) Sprachwissenschaft: das Aufsaugen von Vokalen durch nachfolgende Konsonanten, v. a. im mündlichen Sprachgebrauch (z. B. lesen - lesn).