वायुशोषण

वायूंच्या मिश्रणातील एखादा घटक अलग करावयाचा असेल, तर त्या घटकाचे एखाद्या द्रव पदार्थात शोषण करण्यात येते. या क्रियेला वायुशोषण म्हणतात. इच्छित घटक विरघळण्याची विशेष क्षमता अशा द्रवात असते. वायुमिश्रणातील इतर घटक त्यात अविद्राव्य (न विरघळणारे) असतात.

रासायनिक प्रक्रियांकरिता लागणाऱ्या वायूतील अशुद्ध घटक वायुशोषण क्रियेने काढून टाकता येतात. औद्योगिक क्षेत्रात रासायनिक प्रक्रियांमध्ये पुष्कळ वेळा विषारी वा अपायकारक वायू निर्माण होतात. त्यांमुळे प्रदूषित झालेली हवा या क्रियेने शुद्ध करून वातावरणात सोडता येते. वायुमिश्रणात कमी प्रमाणात असलेला एखादा महत्त्वाचा उपयुक्त वायू या क्रियेने योग्य द्रवात शोषून घेऊन नंतर त्याउलट असणाऱ्या विशोषण या क्रियेने त्या द्रवातून शुद्ध स्वरूपात वेगळा वापरता येतो.

यांशिवाय नैसर्गिक वायूंतून हायड्रोजन सल्फाइड व मर्‌कॅप्टने ही रसायने काढून टाकणे, खनिज रसायनांच्या निर्मितीत कार्बन मोनॉक्साइड परत मिळविणे, वीजनिर्मिती संयंत्राच्या धुराड्यातून बाहेर पडणाऱ्या वायूंतून सल्फर ऑक्साइडे काढून टाकणे, खत कारखान्यातून बाहेर पडणाऱ्या वायूंतील सिलिकॉन हे ट्रायफ्‍ल्युओराइड व हायड्रोजन फ्‍ल्युओराइड परत मिळविणे इत्यादींकरिता वायुशोषणाचा उपयोग केला जातो.

वायू व द्रव यांचे संक्रमण : वायुशोषण क्रियेत द्रव पदार्थ म्हणून शुद्ध पाण्याचा सर्रास उपयोग केला जातो पण इच्छित वायुघटकासाठी विशेष विद्राव्यता ( विरघळविण्याची क्षमता) अथवा शोषणक्षमता असलेले इतर रासायनिक द्रव पदार्थ किंवा त्यांचे विद्राव वापरता येतात. एथॅनॉल अमाइने, दाहक (कॉस्टिक) सोडा, सल्फ्यूरिक अम्ल इत्यादींचे कमी संहतीचे (प्रमाण कमी असणारे) पाण्यातील विद्राव बऱ्याच ठिकाणी वायुशोषणासाठी वापरले जातात.

पाण्यात विरघळणाऱ्या वायूंचे (१) अत्यल्प प्रमाणात विरघळणारे (ऑक्सिजन, नायट्रोजन इ.) (२) मध्यम प्रमाणात विरघळणारे (सल्फर डाय-ऑक्साइड) आणि (३) उच्च प्रमाणात विरघळणारे (अमोनिया, हायड्रोक्लोरिक अम्ल इ.) असे तीन प्रकार करता येतात. द्रवात विरघळल्यानंतर अनेक वायूंचे कमीअधिक प्रमाणात आयनीकरण (विद्युत् भारित अणू, रेणू वा अणुगट निर्माण होण्याची प्रक्रिया ) अगर जलीय विच्छेदन (पाण्याचा रेणू H  व OH यांच्या रूपाने विक्रिया घडवून एखाद्या संयुगाचे विच्छेदन-विभाग-करतो अशी विक्रिया) होऊ शकते. तसेच शोषित वायूची द्रवातील एखाद्या घटकाशी रासायनिक विक्रिया होऊन निराळ्या रासायनिक पदार्थाची निर्मिती होण्याची शक्यता असते. उदा., दाहक सोड्याच्या कमी संहतीच्या विद्रावात हायड्रोक्लोरिक अम्ल वायूचे शोषण झाल्यास त्यांच्या संयोगापासून सोडियम क्लोराइड (मीठ) तयार होते. अशा रासायनिक विक्रिया होत असतील, तर त्या द्रवाच्या अंगी त्या वायूविषयी मोठ्या प्रमाणात शोषणक्षमता असते.

वायुमिश्रणाचा द्रवाशी संपर्क आल्यानंतर त्यांच्यामध्ये असलेल्या आंतरपृष्ठामधून वायुघटकाचे शोषण होते. अशा प्रकारे शोषण झाल्यावर मूळ वायू प्रावस्थेत असलेल्या घटकांचे द्रव प्रावस्थेत रूपांतर होते. वायुघटकाच्या अणूंचे आंतरपृष्ठामधून द्रवात उतरण्याचे संक्रमण (स्थानांतरण) एकाच दिशेने होत नसते. उलट बाजूकडूनही संक्रमण होण्याची शक्यता विशिष्ट परिस्थितीत उद्‍‌भवते.

समजा अमोनियायुक्त हवेचे एक मिश्रण बंदिस्तपणे एका भांड्यात शुद्ध पाण्याच्या संपर्कात ठेवले, तर त्या मिश्रणातील अमोनियाचे अणू मिश्रणातून पृष्ठभागाकडे जातील, तेथे विरघळतील आणि नंतर द्रव-रूपात पाण्यामध्ये इतस्ततः विखुरले जातील. या प्रक्रियेत हळूहळू वायु-मिश्रणातील अमोनियाची संहती कमी होत जाईल आणि पाण्यातील संहती वाढत जाईल. तसेच शोषणाची त्वराही हळूहळू कमी होत जाऊन सरतेशेवटी ती शून्यावर येईल म्हणजे त्या स्थितीत वायुमिश्रणातून अमोनियाचे आणखी अणू द्रवात उतरू शकणार नाहीत.

याउलट वरील प्रयोगात सर्व मिळून अमोनियाचे जितके वजन घेतले होते  तितक्याच वजनाचा अमोनिया पहिल्या प्रयोगात घेतलेल्या पाण्याइतक्याच शुद्ध पाण्यात विरघळला असेल असा विद्राव तेवढ्याच आकारमानाच्या भांड्यात बंदिस्तपणे पहिल्याइतक्याच शुद्ध हवेच्या संपर्कात ठेवला, तर उलट बाजूने क्रिया होऊन त्या विद्रावाचे विशोषण सुरू होईल. अमोनियाचे अणू द्रवातून पृष्ठभागी येऊन तेथून वायुमिश्रणात प्रवेश करतील. द्रवातील अमोनियाचे प्रमाण हळूहळू कमी होत जाईल आणि वायुमिश्रणातील प्रमाण वाढत जाईल. तसेच विशोषणाची त्वराही हळूहळू कमी होऊन शून्यावर येईल.

दोन्ही प्रयोगांत शोषण आणि विशोषण थांबल्यावर एकच स्थिती प्राप्त होईल आणि त्यात द्रवातील अमोनियाची संहती सारखी असेल आणि वायुमिश्रणातील अमोनियाची संहतीही सारखीच असेल. अशा अवस्थेस संतुलित अवस्था म्हणतात. या अवस्थेत शोषित वायुघटकाचा वायुमिश्रणातील वायुदाब द्रवातील त्याच्या संहतीवर सर्वस्वी अवलंबून असतो. घटकाचा वायुदाब हेन्‍री नियमानुसार ( विल्यम हेन्‍री या इंग्रज रसायनशास्त्रज्ञांवरून पडलेले नाव) दर्शविला जातो.