Absorption är ett tillstånd där något tar upp ett annat ämne. Det är ett fysikaliskt eller kemiskt fenomen eller en process där atomer, molekyler eller joner tränger in i den inre delen (kallad "bulk") av en gas, en vätska eller ett fast material.

Detta är en annan process än adsorption. Molekyler som absorberas går djupt in i materialets volym, medan molekylerna vid adsorption stannar vid materialets yta. En mer allmän term är sorption, som omfattar absorption, adsorption och jonbyte.

Typer och mekanismer

Absorption kan delas grovt in i två typer:

  • Fysikalisk absorption – ett ämne löser sig i ett annat utan kemisk reaktion, till exempel gaser som löser sig i vätskor. Mekanismen är oftast diffusion driven av koncentrationsskillnader och styrs av jämviktslägen som Henrys lag och Ficks lagar för diffusion.
  • Kemisk absorption (reaktiv absorption) – där det absorberade ämnet reagerar kemiskt med materialet och bildar en ny förening. Exempel är absorption av koldioxid i alkalisk lösning, där CO2 omvandlas till karbonat/bikarbonat.

Skillnad mot adsorption

Den viktigaste skillnaden är platsen där processen sker:

  • Absorption innebär inträngning i materialets inre volym (bulk).
  • Adsorption innebär att molekyler fäster vid ytan på ett fast material utan att penetrera dess inre.

Adsorption beskrivs ofta med ytisotermer som Langmuir- eller Freundlich-isotermen, medan absorption ibland beskriver jämviktskoncentrationer mellan faser med hjälp av partiationskoefficienter eller Henrys lag.

Faktorer som påverkar absorption

  • Temperatur – påverkar löslighet och hastighet för diffusion och kemiska reaktioner.
  • Tryck (särskilt för gaser) – högre partialtryck ökar ofta absorption i vätskor enligt Henrys lag.
  • Koncentrationsgradient – större skillnad ökar drivkraften för diffusion.
  • Materialets struktur – porositet, yttre area och pore-storlek påverkar hur snabbt och hur mycket som kan absorberas.
  • Interaktioner mellan molekyler – polära vs opolära ämnen, vätebindningar och kemisk affinitet.

Mätning och enheter

Hur man kvantifierar absorption beror på sammanhanget:

  • I gas-vätskeabsorption används ofta Henrys lag-konstant och partiationskoefficienter.
  • I optik mäts absorption med absorptionskoefficient (enhet m−1) och ofta med Beer–Lambert-lagen: A = ε·c·l, där A är absorbans, ε den molära extinktionskoefficienten, c koncentration och l vägslängd.
  • I materialvetenskap anges ofta mängd absorberat ämne per massa eller volym av absorbenten (t.ex. g/kg eller mol/m3).

Exempel

  • En svamp som suger upp vatten – vatten tränger in i svampens inre (absorption) medan aktivt kol binder gasmolekyler på ytan (adsorption).
  • CO2 som löses i havsvatten (delvis fysikalisk, delvis kemisk genom bildning av karbonater).
  • Hydrogen som absorberas i metaller och bildar metallhydrider (viktig process inom materialvetenskap och energilagring).
  • För läkemedel: läkemedelsabsorption i mag-tarmkanalen, där molekyler passerar epitelceller in i blodet.
  • Industriell gasavskiljning: kolsyraavskiljare (scrubbers) använder absorption för att avlägsna föroreningar från rökgaser.

Tillämpningar

  • Vattenrening och gasrensning (absorptionskolonner, scrubbers).
  • Kylsystem och värmepumpar i absorption refrigeration.
  • Industriella processer där separation och fångst av kemikalier krävs.
  • Biologiska och medicinska sammanhang – upptag av näringsämnen och läkemedel.
  • Optiska instrument och spektroskopi där absorption används för att analysera koncentrationer.

Vanliga missförstånd

  • Att blanda ihop absorption och adsorption – de är olika processer (bulk vs yta).
  • Att tro att absorbans och absorption alltid betyder samma sak – inom spektroskopi är absorbans ett mått på ljusabsorption, inte samma sak som att ett material "sugar upp" ett ämne.

Andra betydelser av "absorption" är:

  • Inom optik: hur ett material tar upp ljusenergi (se t.ex. absorptionsspektrum och absorptionskoefficient).
  • Inom farmakologi: upptag av läkemedel i kroppen (t.ex. absorption genom mag-tarmkanalen).
  • Inom ekonomi: ibland används termen i betydelsen att ett företag absorberar kostnader eller att marknaden "absorberar" ny produktion.
  • Inom akustik: hur material dämpar ljud genom att omvandla ljudenergi till värme.