Что такое абсорбция (поглощение) газов?

Каждая жидкость может растворить каждый газ в количествах зависящих от природы жидкости, природы газа, температуры и давления. Основные законы абсорбции (т.е. поглощения) установлены: в 1803 году - Генри (Henry) и в 1807 г. - Дальтоном (Dalton). Оба закона были особенно точно изучены в 1855 г. Бунзеном (Bunsen).

Закон Генри

Весовое количество газа, растворяющегося в определённом количестве жидкости при прочих равных условиях непропорционально давлению. Отсюда следует, что объем газа, растворяющегося в жидкости при разных давлениях (при которых газ подчиняется закону Бойль Мариотта) остается неизменным.

Закон Дальтона

Если в жидкости растворяется смесь газов, то каждая из составных частей этой смеси растворяется пропорционально тому давлению, которое приходится на ее долю. Например, воздух это смесь 79 частей азота и 21 части кислорода, поэтому если воздух имеет давление 760 мм, то при прикосновении с жидкостью он будет растворяться в ней так, что кислород растворится в количестве пропорциональном 21/760, а азот 79/760.

Более коротко закон Дальтона можно выразить так: каждый газ, входящий в смесь, растворяется в жидкости пропорционально своему парциальному давлению. Т.е. газы, которые очень сильно поглощаются жидкостями, не подчиняются законам Генри и Дальтона. Причиной такого уклонения считают химическое взаимодействие между жидкостью и газами. Иногда газы, поглощаемые водою, не подчиняются указанным законам лишь при низкой температуре. При высокой же начинают подчиняться, вследствие того, что при последних условиях разрушается химическое соединение газа с поглотившей его жидкостью.

Так сернистый ангидрид, S02, выше 40°С подчиняется закону Генри, а ниже этой температуры - не подчиняется. Аммиак, NH3, подчиняется этому закону лишь при температуре выше 100°С. Количество газа, поглощаемого жидкостью, уменьшается с повышением температуры. Например, в 1 объеме воды растворятся:

В точности этих чисел, (данных Бунзеном в 1855 г.) позже появились сомнения. При нагревании жидкости часть поглощённого ею газа улетучивается, а при кипячении большинство жидкостей совершенно освобождается от поглощенных ими газов. Некоторые металлы в расплавленном состоянии поглощают газы. Такой способностью обладают, например, серебро и медь. При охлаждении же их, поглощенные газы бурно выделяются из отвердевающей массы и разбрасывают брызги расплавленного металла. Газы поглощаются также и твердыми телами. Так металл палладий поглощает до 936 объемов водорода (окклюзия), железо в раскаленном виде поглощает окись углерода и удерживает ее после охлаждения.

Все твердые тела обладают способностью сгущать на своей поверхности газы и пары. Каждое тело, пролежавшее, например, некоторое время на воздухе или в другом газе, покрывается на поверхности сгущенной газовой оболочкой, которая может быть удалена нагреванием или чисткой. Эти явления прилипания (абсорбции) наблюдаются в особенно пористых, т.е. обладающих большой поверхностью телах, каковыми, например, являются древесный уголь, губчатая платина и им подобные материалы. Так только что прокалённый буковый уголь поглощает 35 объёмов углекислого газа и 90 объёмов аммиака. На этом свойстве угля основаны, между прочим, и его дезодорирующие свойства. При взаимодействии со средой выделяющей зловонные газы, он поглощает их и препятствует их выделению в воздух.

Абсорбция жидкостей это способность их механического поглощения некоторыми твердыми пористыми телами. Так животный уголь поглощает красящие вещества, на чем и основано его применение в свеклосахарном производстве. Древесный уголь поглощает сивушные масла из спирта, чем пользуются при винокурении и т.д.