assorbimento
Chimica
Processo attraverso il quale un gas puro portato a contatto con un liquido, in condizioni assegnate di temperatura e pressione, tende a sciogliersi parzialmente sino al raggiungimento delle condizioni di equilibrio termodinamico. Per es. 1 litro d’acqua, in condizioni normali, può sciogliere 710 l di ammoniaca, 8 l di anidride solforosa 28 cm3 di ossigeno. Il gas passando in soluzione conserva lo stesso stato molecolare e l’ isoterma di a., ovvero la relazione che intercorre fra la pressione del gas e la sua concentrazione nel liquido c a temperatura costante, ha la forma p=H c, dove H non dipende dalla concentrazione ma solo dalla temperatura. Tale semplice relazione lineare, detta legge di Henry, presenta delle deviazioni nel caso di gas molto solubili. Per miscele gassose si applica ancora la legge di Henry sostituendo alla pressione totale quella parziale di ciascun componente presente nella fase gassosa. Talora il gas disciolto reagisce con il liquido solvente (a. con reazione chimica) come si verifica per es. nel caso in cui l’anidride carbonica sciogliendosi in soluzioni di idrati alcalini forma i corrispondenti sali.
In chimica analitica si definisce a. atomico la tecnica basata sulla misura della concentrazione di un elemento fruendo della sua capacità di assorbire allo stato atomico, proporzionalmente alla sua concentrazione, le radiazioni elettromagnetiche aventi una frequenza caratteristica. La tecnica dell’a. atomico è apparentemente simile a quella della fotometria di emissione alla fiamma, ma si distingue da essa in quanto utilizza atomi allo stato fondamentale e non atomi eccitati, come avviene nella fiamma. Pertanto, operando con sorgenti di lunghezza d’onda specifiche per ogni elemento (radiazioni di risonanza), si può estendere il metodo a oltre 60 elementi, superando i limiti della spettrofotometria di emissione alla fiamma che si presta soltanto all’analisi degli elementi più facilmente eccitabili. Un’apparecchiatura per l’analisi in a. atomico consta sostanzialmente di una sorgente che emette la radiazione di risonanza dell’elemento da dosare, di un dispositivo per polverizzare e vaporizzare la soluzione, di uno spettrofotometro per rivelare la radiazione di risonanza assorbita e per misurarne l’intensità prima e dopo il passaggio attraverso il vapore atomico. Si può utilizzare al posto dell’aria un altro comburente, per es. ossidi di azoto, al fine di evitare l’ossidazione parassita dell’elemento in esame. La spettrofotometria di a. atomico viene ampliamente impiegata in virtù della sua elevata sensibilità, accuratezza, specificità, semplicità e rapidità di operazione.
In ingegneria chimica, l’a. di un gas costituisce una delle operazioni impiegate con maggiore frequenza nell’industria chimica ed è basato sulla diversa solubilità dei componenti presenti in una miscela gassosa in un opportuno liquido solvente. La loro diversa ripartizione fra la fase gassosa e un appropriato liquido solvente con il quale vengono messi a contatto permette infatti di separare in modo spesso molto selettivo uno o più componenti dalla miscela gassosa di partenza. Poiché la quantità di un gas che si discioglie in un liquido aumenta al diminuire della temperatura e al crescere della pressione, conviene condurre le operazioni di a. alla più bassa temperatura e alla più alta pressione, compatibilmente con i vincoli economici del processo. Talora l’a. è associato a una reazione chimica in virtù della quale si scioglie una quantità più elevata di gas, con l’inconveniente però di rendere meno agevole la rigenerazione del liquido solvente. Alcuni significativi esempi di applicazione dell’a. nell’industria chimica sono quello dell’anidride carbonica in soluzioni di etanolammine o di carbonati alcalini, dell’ossido di carbonio in soluzioni cuproammoniacali, la separazione dell’idrogeno solforato dai gas di raffineria e molti altri.
Le principali apparecchiature adottate sono quelle a riempimento, a spruzzo e a piatti, che presentano il comune obiettivo di realizzare un intimo contatto fra le due fasi presenti. La velocità di a. è proporzionale alla superficie di contatto fra le due fasi e alla differenza fra la pressione parziale del componente nel gas e il valore che gli competerebbe in condizioni di equilibrio. Gli assorbitori a riempimento consistono in colonne cilindriche verticali alimentate con due flussi in controcorrente (il liquido discendente e il gas ascendente). La presenza del materiale di riempimento costituito da piccoli oggetti a forma di anelli forati o piccole sellette (fig. 1), di grande superficie specifica, agevola il contatto fra le due fasi in gioco. Gli assorbitori a spruzzo sono costituiti da colonne interamente vuote nelle quali l’elevata superficie di contatto fra il liquido discendente e il gas ascendente è assicurata dalla nebulizzazione del liquido assorbente in goccioline molto piccole. Gli assorbitori a piatti sono del tutto simili alle colonne a piatti (forati o a campanelle) adoperate per la distillazione (➔).
Economia
In economia aziendale, l’a. si riferisce alla fusione in un solo organismo economico di due o più aziende o società fondendo i patrimoni delle aziende o società estinte con quello dell’organismo incorporante.
In macroeconomia, la domanda interna di beni e servizi, cioè la spesa da parte dei residenti (consumi, investimenti e spesa pubblica). Il criterio dell’a. (absorption approach) è l’analisi che mostra come il saldo delle partite correnti della bilancia dei pagamenti di un paese debba essere sempre uguale alla differenza tra il prodotto nazionale e l’a. di risorse da parte del paese stesso. Secondo il criterio dell’a., solo le politiche che riducono la capacità di a. di un paese rispetto al prodotto nazionale migliorano la sua bilancia dei pagamenti correnti. In una situazione di piena occupazione, né la svalutazione del tasso di cambio, né i controlli all’importazione possono migliorare la situazione degli scambi con l’estero, se non si verifica la diminuzione della domanda interna di risorse.
Fisica
Si parla genericamente di a., e in particolare di a. della luce, di radioonde, del suono, di neutroni e simili, per indicare il fenomeno in virtù del quale l’energia convogliata da onde elettromagnetiche o da onde elastiche o da particelle che si propaghino in un mezzo materiale diminuisce progressivamente lungo la direzione di propagazione. Nel caso di energia che si propaghi per onde, a tale attenuazione può contribuire, oltre all’a. di energia, il fatto che l’energia si distribuisce su superfici d’onda progressivamente sempre più estese; di qui l’uso di parlare di attenuazione per a. e di attenuazione per distanza (o geometrica).
Astrofisica
La luce proveniente dagli astri viene variamente assorbita, in parte nello spazio cosmico e in parte nell’attraversamento dell’atmosfera terrestre. L’a. della luce nello spazio cosmico ha luogo principalmente negli spazi interstellari ed è causato dalla materia interstellare che, con densità variabile, riempie quelle regioni. Una delle conseguenze di tale a. è di produrre un arrossamento degli astri, in misura tanto maggiore quanto maggiore è la distanza. L’a. atmosferico è un a. selettivo, che interessa in maggior misura le radiazioni di breve e brevissima lunghezza d’onda.
A. di radiazioni elettromagnetiche
Generalità
Un fascio di radiazioni elettromagnetiche (luce, radioonde ecc.), incidendo su un corpo, in parte viene riflesso, in parte penetra nel corpo, si propaga in esso e, eventualmente, ne fuoriesce dopo averlo attraversato. Si consideri un fascio parallelo e monocromatico, nel quale cioè l’energia sia convogliata da onde piane sinusoidali, che incida su un mezzo a facce piane e parallele. Il corpo sia omogeneo e isotropo. Siano (fig. 2) a il raggio incidente in O sulla superficie b del cor;po c; a1 l’eventuale raggio riflesso; a2 il raggio che penetra nel corpo; a3 quello che, eventualmente, ne fuoriesce; a4 l’eventuale raggio riflesso sulla superficie posteriore b′; I l’intensità dell’onda incidente; Ir l’intensità dell’onda riflessa; Ip l’intensità dell’onda che si propaga nel corpo; I′r l’intensità dell’eventuale onda riflessa sulla superficie b′ del corpo; IE l’intensità finale dell’onda (cioè il valore di Ip misurato in prossimità di E nell’interno di c); Ie l’intensità dell’onda trasmessa (cioè dell’onda che riemerge dal corpo). L’intensità iniziale I0 dell’onda che penetra nel corpo, vale a dire il valore di I misurato in prossimità di O nell’interno di c, vale evidentemente I−Ir; se indichiamo con d il cammino percorso dall’onda nell’interno di c, lungo il raggio a2, Ip decresce all’aumentare di d a partire dall’anzidetto valore Ip secondo la relazione (legge di Bouguer-Lambert): Ip=I0 e–kd dove k, dipendente dalla natura e dalle condizioni del mezzo, cioè del materiale di cui il corpo è costituito, nonché dalla lunghezza d’onda λ, ha il nome di coefficiente di a. del mezzo per l’assegnata radiazione monocromatica. Tale coefficiente ha le dimensioni dell’inverso di una lunghezza; l’intensità dell’onda si riduce a 1/e, cioè circa al 37% dell’intensità iniziale, per un percorso lungo 1/k. Il coefficiente k è anche detto coefficiente lineare di a. del mezzo (lineare, in quanto relativo alla unità di percorso dell’onda), per distinguerlo dal cosiddetto coefficiente massico di a. del mezzo, pari al rapporto k/ρ, dove ρ è la densità del mezzo in questione. Ciò posto, se D è il cammino percorso dall’onda entro il corpo per andare, lungo a2, dal punto d’incidenza O al punto di emersione E, si ha IE=I0 e–kD. L’intensità dell’onda trasmessa è Ie=IE−I′r=(I−Ir)–kD−I′r. Il rapporto τ=Ie/I è il fattore di trasmissione del corpo, mentre al rapporto α=(I0−IE)/I0 viene dato il nome di fattore di a. (o potere assorbente) del corpo, per quell’assegnata radiazione. Se il corpo è sufficientemente spesso, tutta l’energia che penetra nel corpo viene assorbita: in tali condizioni IE è nulla e α=1 e il mezzo, il corpo, sono perfettamente assorbenti per quella radiazione. Se, al contrario, IE=I0 non v’è a. e a è nullo: il mezzo, il corpo, sono perfettamente trasparenti per quella radiazione.
Il vuoto è l’unico mezzo perfettamente trasparente per ogni tipo di radiazione; i mezzi materiali sono invece assorbenti, quale più, quale meno, quale per determinate radiazioni, quale per altre. La determinazione del coefficiente di a. di un certo mezzo viene effettuata per mezzo di strumenti che forniscono direttamente la cosiddetta curva spettrale di assorbimento. Per es., nel campo delle onde luminose, strumenti del genere sono gli spettrocolorimetri, gli spettrofotometri e gli spettrografi, questi ultimi quando vengano usati per ricavare gli spettri appunto detti di assorbimento. L’andamento della curva d’a. è piuttosto complesso: al variare della lunghezza d’onda, α varia ampiamente, tra lo zero o valori bassissimi, in corrispondenza a radiazioni per le quali il corpo è perfettamente o quasi trasparente, e l’unità o valori prossimi all’unità, in corrispondenza a radiazioni per le quali il corpo è perfettamente o quasi assorbente. Si dà il nome di banda d’a. all’intervallo di lunghezze d’onda entro il quale α sia vicino all’unità o comunque assuma valori massimi; si parla, in particolare, di riga d’a. se tale intervallo è relativamente poco ampio; di un corpo nella cui curva spettrale d’a. non siano riconoscibili nettamente bande o righe d’a. si dice che ha uno spettro continuo d’assorbimento. Dell’esistenza di bande e righe d’a. ci si rende conto se si pensa al modo in cui la radiazione incidente viene assorbita. La progressiva diminuzione dell’intensità dell’onda nel mezzo è dovuta al fatto che una più o meno cospicua parte dell’energia convogliata dall’onda viene convertita in accresciuta energia di agitazione delle molecole, cioè in energia termica (a. puramente termico), o viene spesa per produrre modificazioni chimiche del mezzo (effetti fotochimici), ovvero, assorbita in processi di eccitazione molecolari o atomici, viene riemessa in tutte le direzioni sotto forma di radiazioni della stessa frequenza o di frequenza diversa; in questo terzo caso, i fenomeni che possono intervenire sono la luminescenza per risonanza, l’effetto Raman, la fluorescenza, la fosforescenza e, soprattutto, la diffusione a opera delle particelle del mezzo. Questi processi hanno, tutti, carattere selettivo: infatti l’interazione tra le particelle del mezzo e la radiazione incidente può avvenire soltanto se la frequenza della radiazione è in relazione semplice con la o le frequenze proprie delle particelle. Le righe e le bande di a. per vibrazione-rotazione di molecole (o di atomi o di gruppi di atomi) cadono principalmente nel campo delle radiazioni infrarosse (fig. 3) mentre l’eccitazione di elettroni interni dà luogo a bande di a. nel campo dei raggi X e l’eccitazione di elettroni medi ed esterni dà luogo a bande di a. nel campo delle radiazioni ultraviolette e visibili. Nel campo delle grandi lunghezze d’onda, cioè nel campo delle radioonde (λ maggiore di qualche millimetro), la frequenza dell’onda è generalmente assai minore delle frequenze naturali delle molecole, degli atomi e degli elettroni legati: l’a. è conseguenza del lavoro compiuto dal campo elettromagnetico sugli elettroni liberi, cioè sugli elettroni di conduzione del mezzo. Le righe, o le bande, di a. di una sostanza generalmente coincidono con le righe, o le bande, di emissione della sostanza in questione: in ciò, appunto, consiste la legge enunciata nel 1860 da G.R. Kirchhoff sull’emissione e sull’a. di energia raggiante da parte del corpo nero e il cosiddetto principio d’inversione delle righe spettrali, pure dovuto a Kirchhoff.
A. della luce
A quanto detto sopra in generale per le radiazioni elettromagnetiche, va aggiunto in particolare il fenomeno detto pleocroismo (➔), caratteristico delle sostanze birifrangenti, per cui l’a. della luce in esse dipende, oltre che dalla lunghezza d’onda della luce, anche dalla direzione di propagazione e dallo stato di polarizzazione della luce incidente.
A. delle radioonde
È dovuto alle interazioni dell’onda incidente, più precisamente del suo campo elettrico, con gli elettroni liberi presenti nel mezzo (ioni eventualmente presenti interagiscono assai più debolmente, a motivo della loro assai più grande massa): il mezzo, per essere assorbente nei riguardi di tali onde, deve essere quindi un mezzo conduttore e per di più conduttore elettronico. A partire dalle equazioni di Maxwell, si trova per il coefficiente di a. l’espressione k=ωγ/c, dove c è la velocità della luce nel vuoto, ω è la pulsazione dell’onda (pari a 2π volte la frequenza) e γ è una quantità, detta indice (o costante) di a., che si può esprimere in funzione della costante dielettrica, della permeabilità magnetica μ e della conducibilità σ del mezzo (il coefficiente di a. aumenta all’aumentare di σ). Un caso particolarmente interessante si ha allorché il mezzo è un magnetoplasma: si ha doppia rifrazione e si possono definire due diversi coefficienti di a., uno per l’onda ordinaria, l’altro per quella straordinaria. Questo fenomeno in concreto ha luogo nella propagazione di radioonde nella ionosfera.
A. dei raggi X e dei raggi γ
L’a. dei raggi X in un materiale è dovuto essenzialmente all’effetto fotoelettrico (il raggio X viene assorbito da un atomo causando l’emissione di un elettrone) e all’effetto Compton (il raggio X ‘strappa’ un elettrone da un atomo perdendo parte della sua energia). L’a. dei raggi γ è dovuto inoltre al fatto che quando la loro energia è maggiore di circa 1 MeV, i raggi γ possono dar luogo, nei campi elettrici generati dai nuclei degli atomi che costituiscono il mezzo, alla creazione di una coppia elettrone-positrone.
A. di onde elastiche
Le considerazioni generali sull’a. delle radiazioni elettromagnetiche conservano la loro validità anche nel caso di onde elastiche e in particolare sonore: naturalmente, va tenuto conto della diversa natura dell’energia che si propaga. Così, vale ancora la legge di Bouguer-Lambert e valgono le definizioni già date per il coefficiente di a. di un mezzo e per il fattore di a. di un corpo. Analogo a quello delle onde elettromagnetiche è anche il meccanismo di a.: l’onda elastica si attenua procedendo nel mezzo perché parte dell’energia dell’onda, spesa per eccitare vibrazioni forzate nelle particelle del mezzo, viene dissipata in energia termica e, in secondo luogo, perché inomogeneità locali delle costanti elastiche del mezzo danno luogo a diffusione di energia. Lo studio dell’a. del suono è un mezzo di indagine delle proprietà della materia e ha grande importanza nell’acustica architettonica.
A. di particelle
In particolari condizioni, l’energia E di una particella che si muova entro un mezzo diminuisce progressivamente lungo il percorso, secondo la relazione E=E0 e–kd, dove E0 è l’energia iniziale, d la lunghezza del percorso e k è il coefficiente di a. del mezzo, formalmente analoga alla legge di Bouguer-Lambert cui obbedisce l’a. delle radiazioni elastiche ed elettromagnetiche. Il coefficiente d’a. k, che ha anche qui le dimensioni dell’inverso di una lunghezza, dipende dalla natura del mezzo, dalla natura e, quel che più conta, dall’energia della particella. In luogo di k s’introduce spesso la cosiddetta perdita specifica di energia, K, vale a dire la diminuzione di energia cinetica per unità di percorso in quel certo mezzo, che è legata a k dalla relazione
I fenomeni responsabili della progressiva diminuzione dell’energia della particella, cioè, in concreto, del progressivo frenamento di essa, sono di varia natura. In primo luogo, per le particelle cariche (elettroni, protoni, particelle α ecc.) va considerata l’interazione tra la carica elettrica di esse e quella degli elettroni e dei nuclei delle molecole del mezzo: donde processi di eccitazione e di ionizzazione ‘per urto’ delle molecole in questione, nonché irraggiamento ‘per frenamento’ della particella (queste perdite di energia per irraggiamento sono notevolmente elevate per gli elettroni, a causa della loro piccola massa a riposo). In secondo luogo vanno considerati gli urti della particella con i nuclei delle molecole: urti elastici, nei quali la particella e il nucleo ‘rimbalzano’ senza altre conseguenze, e urti anelastici, nei quali invece la particella e il nucleo interagiscono dando luogo a una reazione nucleare. Tali urti, nei quali intervengono anche forze di natura non elettrica, hanno luogo sia per particelle cariche sia per particelle neutre (per queste ultime, naturalmente, essi costituiscono l’unica interazione possibile con il mezzo): sta di fatto, peraltro, che nel caso delle particelle cariche la frequenza degli urti nucleari è assai minore rispetto a quella delle interazioni di tipo elettromagnetico di cui si è detto sopra (e che costituiscono quindi l’interazione normale delle particelle cariche con il mezzo attraversato).
Medicina
Passaggio di sostanze liquide, disciolte o gassose, nel mezzo interno (sangue o linfa) attraverso una membrana organica qualunque e in particolare attraverso l’epitelio intestinale. A. digestivo I prodotti della digestione attraversano l’epitelio dei villi intestinali, passano nei vasi chiliferi e nei capillari sanguigni che costituiscono l’asse del villo e raggiungono la grande circolazione percorrendo due vie: il dotto toracico, che si apre nella vena succlavia sinistra, e il sistema della vena porta. La via linfatica rappresenta la via principale di trasporto e di a. dei lipidi (sotto forma di glicerina e acidi grassi); sali, zuccheri e protidi (sotto forma di peptoni e amminoacidi) seguono invece la via venosa.
A. farmacologico
Il complesso dei fenomeni per cui un farmaco dall’esterno dell’organismo arriva nel sangue (a. esterno) e poi giunge a livello della sua sede d’azione (a. interno).