Absorption, Absorbieren: 6 Fragen und Antworten
Absorption bzw. Absorbieren ist ein Vorgang, bei welchem ein Stoff von einem anderen Stoff aufgenommen wird. Innerhalb der Physik und Chemie ist Absorption, insbesondere bei der Lichteinstrahlung zu beobachten. Gemeint ist hier, dass das Sonnenlicht auf eine Oberfläche trifft, wodurch die Lichtintensität geschwächt wird.
Das Aufnehmen bzw. Verschmelzen von Gasen in Flüssigkeit oder in festen Stoffen ist ebenfalls ein Absorptionsprozess. Innerhalb der Biologie, Physiologie und Wahrnehmungspsychologie bedeutet Absorption: Reizaufnahme von chemischen, elektromagnetischen und physikalischen Reizen durch Rezeptoren.
Inhalt
Was bedeutet Absorption oder Absorbieren
Der lateinische Begriff „absorbere“ bedeutet in der Übersetzung „verschlingen“ oder „verschlucken“. Das ist aber nur im übertragenen Sinne mit dem davon abgeleiteten Begriff „absorbieren“ gemeint. Vielmehr bedeutet der deutsche Begriff „absorbieren“ je nach Zusammenhang unterschiedliches. Er kann beispielsweise für folgende Begriffe stehen:
- aufnehmen
- aufsaugen
- vereinnahmen
- einnehmen
Interessant ist der Blick auf die englische Sprache. Hier werden die Verben „to absorb“ und „to be absorbed“ unterschieden. Das erstgenannte Verb steht für „aufsaugen“, „einsaugen“, „aufnehmen“ und „in Anspruch nehmen“.
„To be absorbed“ meint, völlig von etwas eingenommen zu sein. Es beschreibt jemanden, der von etwas ganz in Anspruch genommen zu sein schint und konzentriert in etwas vertieft ist. Man könnte auch übersetzen, dass er „von etwas gefesselt“ zu sein scheint. Das impliziert auch, dass er derzeit kaum ansprechbar ist. Wir haben es also mit einem relativ vielschichtigen Begriff zu tun. Dieser hat eine primäre Bedeutung, aber auch sekundäre Sinngehalte – und zwar in der aktiven wie in der passiven Form.
In der Wissenschaft wird der Begriff „absorbieren“ in verschiedenen Disziplinen genutzt. Der Kontext ist also immer entscheidend für die „Übersetzung“ oder Erschließung der genauen Bedeutung der Begrifflichkeit. Wenn etwas einen Wissenschaftler vollkommen absorbiert, ist er davon stark in Anspruch genommen oder gerade in etwas vertieft. Er ist konzentriert bei der Sache und blendet alles, was ihn ablenken könnte, aus. Wenn ein Wissenschaftler jedoch beobachtet, wie eine poröse Masse eine liquide Substanz in sich aufnimmt oder absorbiert, dann saugt sie diese auf wie ein Schwamm. Dieser Vorgang wird Absorption genannt.
Absorptionsprozesse beschreiben also zunächst allgemein, wie etwas von etwas von etwas anderem vereinnahmt, aufgenommen oder eingesogen wird. Wir finden den Begriff „Absorption“ gelegentlich in der Alltagssprache im Sinne von „etwas beschäftigt oder beansprucht jemanden stark“ genutzt. Er wird aber wesentlich häufiger in der Wissenschaft verwendet. Bei einem biologischen System würde man hingegen eher die Begriffe „resorbieren“ bzw. „Resorption“ verwenden. Eine Adsorption wäre hingegen als eine oberflächliche Anreicherung mit gewissen Substanzen zu verstehen.
Wie entsteht Absorbierung
Ein Absorbierungsvorgang bedingt, dass eine geeignete Substanz eine andere aufsaugen, entfernen oder an sich binden kann. Ganz simpel ist das an einer für manche Menschen alltäglichen Handlung zu erklären. Als Absorber bzw. geeignete Substanz setzen wir beispielhaft ein Trockenshampoo ein. Die Masse, die davon absorbiert werden soll, besteht aus Fett und Talg, das sich im Haar angesammelt hat. Es passiert also keine chemische Reaktion, sondern vielmehr ein Aufnehmen eines störenden Stoffes durch den Absorber.
Nähme man statt des Trockenshampoos eine Handvoll Mehl, entstünde lediglich eine verklebte Mehl-Pampe im Haar. Nur ein winziger Teil des im Haar befindlichen Fettes könnte vom Mehl aufgenommen werden. Es verklumpt in Verbindung mit in den Haaren gebundenem Fett. Mehl wäre folglich ein ungeeigneter Absorber.
Die Zutaten im Trockenshampoo sind jedoch genau darauf abgestimmt, Fett und Talg zu absorbieren. Während die Trockenshampoos früher einen weißen Pulverschleier auf dem Haar hinterließen und keine besonders hygienische Art der Haarbehandlung darstellten, sind die modernen Trockenshampoos deutlich besser. Sie sind tatsächlich geeignet, die Haare durch den Absorptionsprozesse vom Fett zu reinigen.
Welche Voraussetzungen müssen für eine Absorption gegeben sein
Im Grunde wurde das Prinzip der Absorption bereits am Beispiel mit dem Trockenshampoo verdeutlicht. Es benötigt einen als Absorber geeigneten Teilnehmer am Absorptionsprozess und eine wie auch immer geartete „Substanz“, die damit aufgesogen, aufgenommen oder absorbiert werden soll.
Die eben verwendeten Begrifflichkeiten sind jedoch sehr schwammig. Das liegt daran, dass sehr viele Dinge absorbiert werden können, die keine Substanz sind. Auch der Absorber muss keine Substanz sein. In den Wissenschaften haben wir es oft mit einem zu absorbierenden Agens zu tun, das beispielsweise Licht ist. Schwarze Löcher absorbieren beispielsweise jedes Licht. Keiner der daran Beteiligten ist eine Substanz. Gleiches gilt für Schallwellen oder Metall-Ionen. Absorptionsprozesse sind also sehr vielseitig. Man kann beispielsweise eine Chemikalie aus einem Gas- oder Flüssigkeitsstrom entfernen, indem man sie mit einem anderen – als Absorber geeigneten – Strom vermischt.
Doch wem nützt dieses Prinzip eigentlich? Der eben beschriebene Absorptionsprozess wird zum Beispiel bei der Kühlung von Lebensmitteln verwendet. Er kann zudem bei der Nährstoffaufnahme von Pflanzen eine Rolle spielen oder dem Menschen bei der Verstoffwechselung von Mineralstoffen helfen. Ohne eine Absorption würden die Nährstoffe aus der Nahrung ungenutzt ausgeschieden werden. Bevor wir Erdgas zum Kochen nutzen können, müssen wir das verunreinigte Gasgemisch, das aus der Pipeline kommt, mit mehreren Absorptionsprozessen von Fremdgas-Anteile wie Methan oder Fremd-Substanzen wie Schwefel und Wasser befreien. Die per geeigneter Absorptionsmethode entfernten Substanzen dienen dann oft anderen Zwecken.
Ein anderes Beispiel wäre es, unverarbeitetes Erdöl in einem Reinigungstank mit einem anderen Öl zu vermischen, um dieses als Absorber zu nutzen. Das gerade geförderte Erdöl enthält organische Moleküle oder Gase. Diese müssen vor der Nutzung als Heizöl entfernt werden. Für jede Substanz oder jedes Agens, das einem Absorptionsprozess unterliegen soll, muss also ein geeignetes Agens gefunden werden, das sich als Absorber eignet. Bei Wasser sind es meist Trockenmittel, bei Fetten und Ölen auch. Es werden dafür aber andere Trockenmittel benötigt. Wasser kann manchen Substanzen auch durch Wärme entzogen werden. Das wäre dann aber ein Verdunstungsprozess und keine Absorption. Wärme entzieht die Flüssigkeit zwar, nimmt sie aber nicht selbst auf.
Welche Formen der Absorption gibt es
Grundsätzlich sind Absorptionsprozesse in mechanische, physikalische oder chemische Prozesse zu unterteilen. Lichtstrahlen werden beispielsweise auf unterschiedlichen Untergründen unterschiedlich reflektiert. Ein Teiles des Lichts wird dabei absorbiert, also geschluckt. Ein anderer wird transmittiert, ist also Streulicht. Würde man einen Beutel mit Kieselerde über einen Behälter halten, von dem Wasserdampf aufsteigt, könnte die Kieselerde den Dampf aufnehmen, bis sie damit gesättigt ist.
Außerdem sind in der Natur biologische, ökologische oder klimatische Absorptionsprozesse zu finden. Pflanzen absorbieren beispielsweise im Laufe der Photosynthese Wasser, Kohlendioxid und Nährstoffe. Intakte Regenwälder können Treibhausgase absorbieren. Auch gesunde Wälder absorbieren einen Teil des CO2 aus der Luft. Ton kann beispielsweise viel Flüssigkeit absorbieren. Der Stoßdämpfer im Auto ist ein mechanischer Absorbierer. Selbst in der Optik finden sich Absorptionsprozesse.
Unsere Verdauung beruht auf Absorptionsprozessen. Ohne diese würden zerkleinerte und aufgespaltene Nährstoffe gar nicht in den Blutkreislauf gelangen können. Absorbiert werden beispielsweise Monosaccharide, Salze, Proteine und die darin enthaltenen Aminosäuren, Fettsäuren, wasser- oder fettlösliche Vitamine und dergleichen.
Wo finden Absorptionsprozesse statt
Die Antwort ist: praktisch überall, wie im vorigen Abschnitt in Kürze angedeutet. Die Industrie nutzt dieses Prinzip ebenso systematisch wie die Wissenschaft. Außerdem sind in unserem Alltag viele Absorptionsprozesse zu finden.
Ein intakter Regenwald kann etwa 30 Prozent der Treibhausgase absorbieren. Er dient damit ebenso wie intakte Wälder oder wiedervernässte Moore dem Klimaschutz.
In der Physik absorbieren bestimmte Stoffe Teilchen oder Wellen. Absorber-Platten dienen beispielsweise dem Schallschutz, weil sie die Umgebungsgeräusche schlucken. Auch die Aufnahme eines Neutrons in einen Atomkern ist nichts anderes als eine Absorption. Problematisch ist jedoch, dass der Absorptionsbegriff in verschiedenen Bereichen dieser Wissenschaft nicht klar definiert ist.
Die Chemiker bezeichnen die Aufnahme von gelösten Atomen, Ionen oder Molekülen in einer anderen „Phase“ als Absorptionsprozess. Auf diese Weise werden heutzutage Industrieabluft-Anlagen konstruiert, die chemische Gerüche oder Abgas-Belastungen aus der Luft entfernen sollen. Die chemische Absorptionstechnik wird mittlerweile immer wichtiger, weil die gesetzlichen Grenzwerte für Emissionen wegen des Klimawandels und der zunehmenden Luftverschmutzung zunehmend verschärft werden. Unterschieden wird in der Chemie zwischen Verfahren der Physioabsorption und der Chemisorption.
Die Volkswirtschaftslehre nutzt den Begriff „absorbieren“, um die Differenz zwischen dem Volkseinkommen und dem sogenannten „Außenbetrag der Außenhandelstheorie“ zu beschreiben. Anders formuliert: Es geht dabei um die Balance bzw. Bewertung volkswirtschaftlicher Ausgaben. Diese bestehen aus Konsumausgaben, Investitionen und Staatsausgaben.
Ein Mathematiker hingegen nutzt denselben Begriff als Bezeichnung für die gegenseitige Aufnahme zweier algebraischer Operationen, die innerhalb eines Verbandes stattfinden. Kein mathematischer Laie kann sich darunter etwas vorstellen.
Psychologen sehen in dem Begriff „Absorption“ die völlige Inanspruchnahme eines Klienten durch bestimmte Themen oder Tätigkeiten gegeben. Wir kennen diese völlige Inanspruchnahme von Kunstmalern, die alles um sich herum vergessen, während sie den Pinsel im Zustand des „Flows“ schwingen.
Auch Wissenschaftler, die sich in ein komplexes wissenschaftliches Thema vertiefen, sind davon komplett absorbiert. Sie blenden alles andere aus, um sich fokussiert dem Thema zu widmen.
Was sind typische Beispiele für eine Absorption
Die meisten Absorptionsprozesse sind chemische oder physikalische Prozesse. Beispiel: Wir geben einen pulverförmigen Enthärter in die Waschmaschine. Dieser macht das Waschwasser weicher und soll den Schmutz besser lösen. Außerdem verhindert der Enthärter eine Verkalkung der Maschine.
Wegen der Verschiedenartigkeit von Absorptionsprozessen kann man diese so definieren: Absorption ist, wenn die Atome oder Moleküle einer Substanz von einer anderen Substanz aufgenommen werden. Dieses Agens kann flüssig oder fest sein. Die absorbierten Atome/Moleküle verbinden sich mit dem Absorber-Agens. Sie können aus diesem wieder herausgelöst werden – oder auch nicht.
Ein Papierhandtuch, mit dem jemand verschüttetes Wasser aufnimmt, verdeutlicht das. Man könnte das Papierhandtuch nach dem Aufwischen auswringen, aber ein Teil des Wassers bliebe darin gebunden. Der eine Teil des Absorbierungs-Prozesses mit dem Papierhandtuch agiert als Absorbierer oder Absorber, der andere dient als Absorbator.
Wir können aber noch weitere Teile dieses Prozesses identifizieren. Der Absorptionsprozess wird allgemein als „endotherm“ bezeichnet. Das bedeutet: Dem Absorbator wird Energie entzogen, die dem Absorbierer zugeführt wird. Dieser wird dadurch energiereicher. Absorptionsprozesse finden so lange statt, bis eine Sättigung des Absorptionsmittels entstanden ist.
Die Konzentration des Absorbats ist im Absorptionsmittel gleichmäßig verteilt. Wer einen Schwamm komplett in blau eingefärbtes Wasser taucht, kann anschließend keine trockene Stelle entdecken, die nicht verfärbt ist. Absorptionsprozesse können temperaturunabhängig verlaufen. Sie gehen bei unterschiedlichen Temperaturen nicht langsamer oder weniger effizient vonstatten. Ob der Schwamm in warmes Wasser oder kaltes Wasser getaucht wird, ändert nichts am Ergebnis.
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