imported>Nessaalk: 'in Abhängigkeit' wird besser mit 'von' oder 'vom' kombiniert, nicht mit 'des' oder 'der'

2020-06-30T09:15:00Z

'in Abhängigkeit' wird besser mit 'von' oder 'vom' kombiniert, nicht mit 'des' oder 'der'

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'''Desorption''' (aus dem [[Latein|lat.]] ''de-sorbere''; ''sorbere'': (auf-)saugen) bezeichnet den Vorgang, bei dem [[Atom]]e oder [[Molekül]]e die [[Grenzfläche|Oberfläche]] eines [[Festkörper]]s verlassen (Umkehrvorgang: [[Adsorption]]) bzw. aus einer Flüssigkeit, in der sie gelöst vorlagen, in die Gasphase übergehen (Umkehrvorgang: [[Absorption (Chemie)|Absorption]]). In letzterem Fall wird verfahrenstechnisch auch von [[Strippung]] gesprochen. Die Desorption stellt damit allgemein den Umkehrvorgang der [[Sorption]] dar.

Um desorbieren zu können, muss das Teilchen genügend [[Energie]] zur Überwindung der [[Bindungsenergie]] besitzen oder zugeführt bekommen.

== Einteilung ==

Entsprechend der Herkunft der dafür erforderlichen Energie und in Abhängigkeit von dem vorliegenden Fall gibt es die
* [[Temperatur|thermische]] Desorption (Temperaturwechseldesorption; {{lang|en|temperature swing}})
* optische Desorption (durch Absorption von [[Photon]]en)
* [[Akustik|akustische]] Desorption durch [[Ultraschall]]
* elektrische Desorption
* ionenstimulierte Desorption (durch Beschuss mit schnellen [[Ion]]en)
* [[Druck (Physik)|druck]]technische Desorption (Druckwechseldesorption; {{lang|en|pressure swing}})
* technische Desorption (unterschiedliche Desorptionsanlagen zum Beispiel mit Festbett, Wanderbett, [[Wirbelschicht]])
* Verdrängungsdesorption (Einsatz eines leichter adsorbierbaren Stoffes; technisch meist Wasserdampf)

== Desorptionsrate ==
=== Thermische Desorptionsrate ===

Die ''Desorptionsrate'' der Teilchen von der Oberfläche hängt zunächst ab von der Anzahl n der adsorbierten oder absorbierten Teilchen/Moleküle, der Temperatur T und der Desorptionsenergie <math>E_\mathrm{D}</math> (auch [[Bindungsenergie]]):

:<math> R_\mathrm{D} = n^m k^0_\mathrm{D} \exp \left( \frac{-E_\mathrm{D}}{k_\mathrm{B} T} \right) </math>

wobei <math>k_\mathrm{D}^0 </math> eine Oszillationsfrequenz, <math>k_\mathrm{B}</math> [[Boltzmann-Konstante]] und m die Desorptionsordnung ist.

Die ''Desorptionsordnung'' hängt vom konkreten Mechanismus des Desorbierens ab:
* <math>m=0</math>: Desorption von einer Multilage
* <math>m=1</math>: Desorption von Atomen
* <math>m=2</math>: Desorption von zwei-atomigen Molekülen
* etc.

=== Ionenstimulierte Desorptionsrate ===
Beobachtete Desorptionsraten der ionenstimulierten Desorption liegen im Bereich von 1 (senkrechter Einfall, niedrige Energien der einfallenden Ionen) bis ca. 25.000 (streifender Einfall, Energien im Bereich einiger MeV/u der einfallenden Ionen). Im Allgemeinen ist die ionenstimulierte Desorptionsrate eine Funktion von:

:<math>R_\mathrm{D} = f \left ( \frac{\Delta E}{\Delta x}\right)^2 \max\left(\frac{d}{\cos(\theta)},\lambda\right)</math>,

wobei <math>\lambda</math> die Eindringtiefe der Ionen in das Material, <math>\Delta E/\Delta x</math> der elektronische Energieverlust pro Eindringtiefe, <math>\theta</math> der Einfallswinkel und <math>d</math> eine zunächst empirisch bestimmte Konstante ist.
Die Geschwindigkeit der Desorption und die dafür notwendige Energie ist ein entscheidender Faktor, ob die Kombination aus Adsorption und Desorption als technischer Prozess in Frage kommt.

== Anwendung ==
In der [[Epitaxie]] wird Desorption verwendet, um in der Gasphase eine bestimmte Konzentration aufrechtzuerhalten.

In der Forschung wird die ionenstimulierte Desorption verwendet, um Oberflächen von Adsorbaten zu reinigen, die mittels thermischer Desorption nicht zu reinigen wären.

Bei der Reinigung von Prozess- und Abgasen wird der Mechanismus der Desorption dazu genutzt, ein beladenes [[Adsorbens]] zu regenerieren.<ref>VDI 3674:2013-04 Abgasreinigung durch Adsorption; Prozessgas- und Abgasreinigung (Waste gas cleaning by adsorption; Process gas and waste gas cleaning). Beuth Verlag, Berlin. S. 15.</ref> Dies geschieht in der Regel über [[Temperaturwechsel-Adsorption|Wärmeeintrag]] oder [[Druckwechsel-Adsorption|Druckabsenkung]].

== Weblinks ==
* [https://www.theguardian.com/science/2007/sep/06/research.gadgets Boldly going where no mass spectrometer has gone before] – Einsatz der ionenstimulierten Desorption in Kombination mit einem [[Massenspektrometrie|Massenspektrometer]] (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references/>

[[Kategorie:Statistische Physik]]
[[Kategorie:Oberflächenphysik]]

Desorption - Versionsgeschichte

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