MKL1888:Absorption

Absorption (lat.), 1) Einsaugung oder Verschluckung von Gasen und Dämpfen durch flüssige oder feste Körper. Das sogen. Sodawasser ist nichts andres als Wasser, welches Kohlensäure absorbiert hat und dieses Gas gleichsam aufgelöst in sich enthält. 1 Lit. Wasser verschluckt bei 15° C. stets 1 L. Kohlensäure, unter welchem Druck auch das Gas stehen mag; da nun nach dem Boyleschen (Mariotteschen) Gesetz bei dem doppelten, dreifachen, vierfachen etc. Druck in demselben Raum die doppelte, dreifache, vierfache etc. Gasmenge enthalten ist, so folgt, daß (bei unveränderter Temperatur) das Gewicht der von einer bestimmten Flüssigkeit verschluckten Gasmenge in demselben Verhältnis steht wie der Druck, unter welchem die A. stattgefunden hat (Henrys Gesetz). Bei der Sodawasserfabrikation wird der Druck, welcher nötig ist, um das Wasser mit einer genügenden Menge Kohlensäure zu sättigen, entweder durch das in engem Raum sich entwickelnde Gas selbst oder durch geeignete Pumpwerke hervorgebracht. Die Champagnerbereitung beruht ebenfalls darauf, daß die bei der Gärung gebildete Kohlensäure unter dem hohen Druck, welchen sie in der verkorkten Flasche erreicht, in der Flüssigkeit absorbiert bleibt. Dieser Druck ist es, welcher den gelockerten Kork mit einem Knall hinaustreibt; aus der Flüssigkeit, welche in der geöffneten Flasche nur noch dem gewöhnlichen Luftdruck ausgesetzt ist, entweicht jetzt die Kohlensäure, welche vorher durch den hohen Druck in ihr festgehalten war: der Champagner schäumt. Das Absorptionsvermögen ist verschieden je nach der Natur der Flüssigkeit und des Gases, welche aufeinander einwirken. Ein Raumteil Wasser z. B. absorbiert bei 15° C. 727 Raumteile Ammoniakgas, 450 Chlorwasserstoff, 43,5 schweflige Säure, 31/4 Schwefelwasserstoff, 1 Kohlensäure, 1/34 Sauerstoffgas, 1/70 Stickstoffgas; 1 Raumteil Alkohol dagegen verschluckt 3,2 Raumteile Kohlensäure. Diese Zahlen, welche ausdrücken, wieviel Raumteile eines Gases von einem Raumteil einer Flüssigkeit verschluckt werden, nennt man Absorptionskoeffizienten. Aus einem Gemenge von Gasen absorbiert eine Flüssigkeit so viel von jedem einzelnen Gas, als dem Druck (Partialdruck) entspricht, welchen dieses Gas ausüben würde, wenn es allein vorhanden wäre (Daltonsches Gesetz). Es wird daher z. B. die absorbierte Kohlensäuremenge nicht vergrößert, wenn man in den über dem Wasser befindlichen, mit Kohlensäure erfüllten Raum ein andres Gas, z. B. atmosphärische Luft, hineinpreßt. Die atmosphärische Luft ist bekanntlich ein Gemenge von 21 Raumteilen Sauerstoffgas mit 79 Raumteilen Stickstoffgas; wären die Absorptionskoeffizienten dieser beiden Gase einander gleich, so müßte die im Wasser absorbierte Luft in demselben Verhältnis aus ihnen zusammengesetzt sein. Da jedoch der Sauerstoff eine größere Absorptionsfähigkeit besitzt als der Stickstoff, so ist die im Wasser aufgelöste Luft verhältnismäßig reicher an Sauerstoff als die gewöhnliche Luft, indem sie von diesem für die Atmung notwendigen Gas 35 Proz. (statt nur 21 Proz.) enthält gegenüber 65 Proz. des nicht atembaren Stickstoffs. Dieses Verhalten ist von Wichtigkeit für die mit Kiemen versehenen Wassertiere, welche die im Wasser absorbierte Luft atmen. Das Absorptionsvermögen nimmt in der Regel mit steigender Temperatur ab. Das Wasser z. B. verschlackt bei 0°: 1,8, bei 15°: 1, bei 20°: 0,9 Raumteil Kohlensäure. Beim Erwärmen entweicht daher ein Teil des Gases aus einer gashaltigen Flüssigkeit, und durch Sieden werden die meisten absorbierten Gase vollständig ausgetrieben. Anderseits geben manche Metalle, namentlich Silber und Kupfer, welche im geschmolzenen Zustand Sauerstoff absorbieren, das verschluckte Gas beim Erkalten wieder ab, wobei das aus dem noch flüssigen Metall stürmisch entweichende Gas feine Tropfen des Metalls umherschleudert; man nennt diese Erscheinung Spratzen. Auch feste Metalle vermögen Gase zu verschlucken und, in sich eingeschlossen (okkludiert), zu beherbergen; Palladiummetall z. B., welches eine Zeitlang in verdünnter Schwefelsäure als negativer Pol einer galvanischen Säule gedient hat, kann das 936fache seines Rauminhalts an Wasserstoffgas in sich aufnehmen; dieser Vorgang wird Okklusion genannt. Platin und Eisen absorbieren in der Glühhitze Wasserstoffgas, letzteres besonders leicht auch Kohlenoxydgas, und behalten diese Gase dann auch bei gewöhnlicher Temperatur zurück. Übrigens besitzen alle festen Körper die Eigenschaft, die sie umgebenden Gase an ihrer Oberfläche zu verdichten; jeder Körper, welcher eine Zeitlang an der Luft oder in einem andern Gas gelegen hat, bedeckt sich an seiner Oberfläche mit einer verdichteten Gasschicht, welche durch Adhäsion (s. d.) fest an ihm haftet und nur durch Erhitzen oder sorgfältiges Putzen mit Alkohol, ausgeglühtem Tripel, Kohlenpulver etc. entfernt werden kann. Da diese Art der A., welche auch Adsorption genannt wird, von der Größe der Oberfläche des wirksamen Körpers abhängt, so zeigt sie sich in besonders hohem Grad bei porösen Körpern, wie z. B. Holzkohle, weil hier die Innenwände der unzähligen feinen Höhlungen eine im Verhältnis zum Rauminhalt des Körpers außerordentlich große Oberfläche darbieten. So vermag z. B. Buchsbaumkohle, welche durch Ausglühen von der in ihr absorbiert gewesenen Luft befreit worden, das 35fache ihres Rauminhalts an Kohlensäure, das 90fache an Ammoniak einzuschlucken. Da das absorbierte Gas verdichtet wird, jede Verdichtung aber von Wärmeentwickelung begleitet ist, so findet bei jeder A. Erwärmung statt, welche sich unter Umständen bis zur Glühhitze steigern kann. Daraus erklärt sich die bisweilen sich ereignende Selbstentzündung der zum Behuf der Schießpulverbereitung fein gemahlenen und zu großen Haufen aufgeschütteten Holzkohle. Das in den Apotheken als Heilmittel geführte, auf chemischem Weg dargestellte, fein gepulverte Eisen absorbiert, wenn man es ausschüttet, den Sauerstoff der Luft so heftig, daß es sich entzündet und verbrennt. Körper, welche diese Eigenschaft besitzen, heißen Pyrophore oder Luftzünder. Läßt man auf Platinschwamm (d. h. feinporöses Platin, wie es durch Glühen von Platinsalmiak gewonnen wird), welcher Sauerstoff aus der Luft aufgenommen und in seinen Poren verdichtet hat, Wasserstoffgas strömen, so wird auch dieses Gas absorbiert unter solcher Wärmeentwickelung, daß der Platinschwamm glühend und der Wasserstoffstrom entzündet wird; hierauf gründet sich Döbereiners Zündmaschine (vgl. Feuerzeuge). Viele Körper besitzen das Vermögen, den Wasserdampf aus der Luft zu absorbieren und ihn zu Wasser zu verdichten, z. B. die konzentrierte Schwefelsäure; feste Körper werden dadurch feucht und zerfließen endlich in dem Wasser, z. B. Kochsalz, Pottasche, Chlorcalcium. Man nennt solche Körper hygroskopisch; viele Körper aus dem Tier- und Pflanzenreich, z. B. Haare, Fischbein, Darmsaiten, Holz etc., sind ebenfalls hygroskopisch, indem sie aus feuchter Luft Wasser in sich aufnehmen und dadurch anschwellen. Die A. hat ohne Zweifel ihren Grund in der Anziehung, welche die Körperteilchen (Moleküle) auf die in ihrer unmittelbaren Nähe befindlichen Teilchen der Gase ausüben. Vgl. Taubilder.

2) Absorption des Lichts (und der strahlenden Wärme), die Einsaugung oder Verschluckung, welche die Körper auf die in sie eindringenden Lichtstrahlen (oder Wärmestrahlen) ausüben. Läßt man ein Bündel Sonnenstrahlen durch einen Spalt ins verdunkelte Zimmer treten und zerlegt dasselbe durch ein Prisma (s. Farbenzerstreuung), so entsteht auf einem in den Weg der abgelenkten Strahlen gestellten weißen Papierschirm ein vollständiges „Spektrum“, nämlich ein prachtvoll gefärbter Lichtstreifen, der in der Reihenfolge von dem am wenigsten bis zu dem am meisten abgelenkten Ende die Farben Rot, Orange, Gelb, Grün, Hellblau, Dunkelblau, Violett zeigt. Bedeckt man nun die Spaltöffnung mit einer dunkelroten Glasscheibe, so bleiben von diesem Spektrum nur Rot und Orange übrig; die andern Farben vom Gelb bis zum Violett sind ausgelöscht. Das rote Glas läßt also von sämtlichen im weißen Licht enthaltenen Farben nur das Rot und Orange durch, die andern werden von ihm verschluckt oder absorbiert, für sie ist dieses Glas undurchsichtig. Es verhält sich gleichsam wie ein Sieb, welches die roten und orangefarbenen Strahlen durchläßt, die übrigen aber zurückhält, und ebendarum erscheint es unserm Auge in einem aus dem Rot und Orange des Spektrums gemischten roten Farbenton. Ebenso verdanken ein grünes oder ein blaues Glas ihr farbiges Aussehen dem Umstand, daß jenes die grünen, dieses die blauen Strahlen vorzugsweise durchläßt, die übrigen aber mehr oder weniger vollständig verschluckt. Eine gewöhnliche Fensterscheibe dagegen erscheint farblos, weil sie alle im weißen Licht enthaltenen farbigen Strahlen gleich gut durchläßt, so daß auch die durchgegangenen Strahlen in ihrem Verein wieder Weiß geben.

Läßt man das Spektrum, statt auf einen weißen Schirm, auf eine rote Papierfläche fallen, so bleibt, wie bei dem Versuch mit dem roten Glas, nur noch das rote Ende des Spektrums sichtbar. Die auf die rauhe Papierfläche treffenden Lichtstrahlen dringen nämlich, ehe sie durch diffuse Zurückwerfung (s. Diffusion) nach allen Seiten zerstreut werden, bis zu einer geringen Tiefe unter die Oberfläche und unterliegen hier der A., welche der das Papier überziehende Farbstoff ausübt; dieser aber gibt nur die roten Strahlen zurück und verschluckt alle übrigen. Daraus erklärt es sich von selbst, warum dieses Papier, von weißem Tageslicht beleuchtet, rot erscheint. Fängt man das Spektrum ebenso auf gelbem, grünem, blauem Papier auf, so bemerkt man, daß jedes derselben andre Teile des Spektrums verdunkelt oder auslöscht und vorzugsweise diejenige Farbe unversehrt läßt, welche das Papier im Tageslicht zeigt. Weißes Papier absorbiert keine der im weißen Licht enthaltenen einfachen Farben mit besonderer Vorliebe, sondern wirft alle in ihrem ursprünglichen Mischungsverhältnis zurück, und gerade darum erscheint es bei Tagesbeleuchtung weiß. Grau nennen wir eine Oberfläche, welche für alle farbigen Lichtarten ein gleichmäßig geringes Zerstreuungsvermögen besitzt; schwarz endlich erscheint uns ein Körper, welcher, wie z. B. der Kienruß, alle Strahlengattungen absorbiert. So erklärt sich die ganze reiche Mannigfaltigkeit der Körperfarben (natürlichen Farben) aus der von den Körpern ausgeübten Lichtabsorption; die Farbe eines Körpers ist nichts andres als die Mischfarbe aus allen denjenigen farbigen Strahlen, welche von dem ihn beleuchtenden weißen Licht nach Abzug der absorbierten Strahlenarten noch übriggeblieben sind. Hiernach versteht es sich von selbst, daß ein Körper im durchgelassenen und im diffus zurückgestrahlten Licht nur solche Farben zeigen kann, welche in dem einfallenden Licht schon enthalten sind. Damit ein rotes Papier rot erscheine, müssen rote Strahlen in dem Licht enthalten sein, womit es beleuchtet wird. Kerzenlicht z. B. enthält diese Strahlen; beleuchtet man es aber mit einer Weingeistlampe, deren Docht mit Kochsalz eingerieben ist (Natriumflamme), welche nur einfaches gelbes Licht ausstrahlt, so erscheint es schwarz. Bei dieser einfach gelben Beleuchtung lassen sich überhaupt keine Farbenunterschiede mehr wahrnehmen; man unterscheidet nur noch Hell und Dunkel. Die Gesichter der Menschen erscheinen geisterhaft bleich, und das farbenreichste Gemälde gleicht einer Sepiazeichnung. Wäre die Sonne ein Ball von glühendem Natriumdampf, so würde die ganze Natur dieses eintönig düstere Gewand tragen; es bedarf des weißen Sonnenlichts, in welchem unzählige Farben vereint sind, um den Farbenreichtum der Körperwelt unserm Auge zu erschließen. Das Licht der Gasflammen und Kerzen enthält zwar alle Farben des Sonnenspektrums, jedoch in einer etwas andern Mischung; die gelben Strahlen sind darin sehr reichlich, die blauen und violetten verhältnismäßig weit sparsamer vertreten als im Tageslicht und es erscheint daher im Vergleich mit diesem gelb. Daraus erklärt sich die bekannte Thatsache, daß bei Kerzenlicht Weiß und Gelb leicht verwechselt werden und grüne und blaue Kleiderstoffe nur schwer voneinander zu unterscheiden sind. Die grünen Stoffe nämlich werfen vorzugsweise Grün und etwas Blau, die blauen Stoffe nebst Grün vorzugsweise Blau zurück; da nun Blau im Kerzenlicht nur spärlich, Grün aber reichlich vorhanden ist, so müssen beide Stoffe mehr oder weniger grün aussehen.

Nicht immer ist das Spektrum des durch einen farbigen Körper durchgegangenen oder des von ihm zerstreuten Lichts (das Absorptionsspektrum) von so einfacher Art wie bei rotem Glas oder rotem Papier; es gibt viele farbige Stoffe, welche sich unter den Strahlengattungen des Spektrums eine oder mehrere Partien gleichsam auswählen, um sie zu verschlucken, während sie andre benachbarte oder dazwischenliegende Partien unangetastet lassen; es offenbart sich dies im Spektrum durch mehr oder minder zahlreiche, bald breitere, bald schmälere Absorptionsstreifen, deren Lage im Spektrum für die chemische Beschaffenheit des betreffenden Stoffs bezeichnend ist und denselben zu erkennen und von andern zu unterscheiden gestattet (vgl. Spektralanalyse). So gewahrt man z. B. im Spektrum des durch ein grünes Pflanzenblatt durchscheinenden Lichts einen schwarzen Streifen im Hochrot (zwischen den Fraunhoferschen Linien B und C); dieses mittlere Rot wird nämlich von dem Blattgrün (Chlorophyll) verschluckt, nicht aber das äußerste Rot und das Orangerot. Der Farbstoff des Bluts absorbiert das violette Ende des Spektrums und erzeugt im Gelbgrün (zwischen D und E) zwei dunkle Absorptionsstreifen, welche durch einen hellen gelbgrünen Zwischenraum voneinander getrennt sind; an dem Vorhandensein dieser beiden Streifen lassen sich die geringsten Spuren von Blut erkennen. Manche gasförmige Körper, z. B. Untersalpetersäure, Joddampf u. a., zeigen in dem durch sie gegangenen Licht zahlreiche schmale, dunkle Absorptionsstreifen, welche in ihrem Aussehen mit den Fraunhoferschen Linien des Sonnenspektrums (s. Farbenzerstreuung) große Ähnlichkeit haben. Die Fraunhoferschen Linien selbst sind ebenfalls nichts andres als feine Absorptionsstreifen, hervorgebracht durch die A., welche die in der Atmosphäre der Sonne enthaltenen Gase und Dämpfe auf das von dem weißglühenden Sonnenkörper ausstrahlende Licht ausüben (s. Spektralanalyse).

Die oben erwähnte Natriumflamme sendet einfaches gelbes Licht aus, welches durch das Prisma nicht zerlegt, sondern nur abgelenkt wird und eine helle gelbe Linie an der Stelle erzeugt, wo im Sonnenspektrum die dunkle Linie D auftreten würde. Sendet man nun durch diese gelbe Flamme das Licht eines weißglühenden Körpers (z. B. Drummondsches Licht) und breitet das durchgegangene Licht zu einem Spektrum aus, so erscheint an der Stelle der gelben Linie eine dunkle Linie auf dem hellen Grunde des sonst ununterbrochenen Spektrums; der in der gelben Flamme enthaltene Natriumdampf hat also sämtliche von dem glühenden Körper ausgestrahlte Lichtgattungen ohne Anstand durch sich hindurchgelassen, mit Ausnahme derjenigen gelben Strahlenart, welche er selbst auszusenden vermag; diese wird von ihm absorbiert, für sie allein ist er undurchsichtig. Das Gesetz, welches sich in dieser Thatsache offenbart, gilt ganz allgemein: Ein Körper absorbiert gerade diejenigen Strahlengattungen, welche er selbst auszusenden im stande ist, oder das Absorptionsvermögen eines Körpers für eine bestimmte Strahlenart steht mit seinem Ausstrahlungsvermögen für dieselbe im Verhältnis (Kirchhoffs Gesetz). Über die Erklärung der Absorption s. Ausstrahlung von Wärme und Licht. – Über die A. von Salzen durch die Ackererde s. Boden. Über A. im physiologischen Sinn s. Resorption. Über die Apparate etc., welche in der Technik zur A. der Gase benutzt werden, s. Gase.