Koncept, proces in primeri sublimacije

The sublimacija Gre. Izjemen primer tega procesa je suh led; Ko je izpostavljen soncu ali potopljen v tekočino, preide neposredno od trdne do plinastega stanja.

Obnašanje trdne snovi v normalnih pogojih je, da se segreva in nastaja prva kapljica, kjer se več trdnih delcev raztopi, dokler se popolnoma ne topi. Medtem se v sublimaciji govori o "mehurčku", o progresivni pari, ne da bi navlažili površino, ki se dotakne, vendar se takoj odloži ali kristalizira.

Primer sublimacije hipotetične oranžne trdne snovi. Vir: Gabriel Bolívar.

Kar je opisano v zgornjem odstavku, je predstavljeno na vrhunski sliki. Recimo, da je oranžna trdna zmes (levo), ki začne povečevati svojo energijo s povečanjem temperature. Sublimalno rdeča komponenta in nato odložena na dnu sprejemne posode, katere temperatura je nižja zaradi kocke ledu v svoji vsebnosti.

Rdeči trikotniki ali kristali se odlagajo zahvaljujoč hladni površini te posode (desno), ki absorbira njegovo temperaturo; In četudi ni prikazana, se mora velikost njegovih kock ledu zmanjšati zaradi absorpcije toplote. Preostala trdna snov ima v procesnih pogojih nepredstavljivo rumeno komponento.

[TOC]

Koncept sublimacije

Proces

Že je bilo rečeno, da je sublimacija endotermična sprememba stanja, saj mora biti za to absorpcija toplote. Če se trdna absorbs segreje, se bo povečala njegova energija, tako da bodo njeni delci tudi vibrirali pri večjih frekvencah.

Ko te vibracije postanejo zelo močne, na koncu vplivajo na medmolekularne interakcije (ne kovalentne vezi); In posledično bodo delci slej ko prej odpeljali več razdalj drug od drugega, dokler jim ne uspejo teči in se svobodneje premikati po območjih vesolja.

Vam lahko služi: diagonalno pravilo

V nekaterih trdnih snovi so vibracije tako močne, da se nekateri delci "sprožijo" zunaj strukture, namesto da bi se aglomerali v mobilnih grozdih, ki definirajo kapljico. Ti delci pobegnejo in integrirajo prvi "mehurček", ki bi raje oblikoval prve hlape sublimirane trdne snovi.

Nato se ne govori o tališču, ampak o sublimaciji. Medtem ko sta oba odvisna od vladajočega pritiska na trdno snov, je točka sublimacije več; Zato se njegova temperatura močno razlikuje glede na spremembe tlaka (kot je to pri vrelišču).

Od trdne strukture do plinske motnje

V sublimaciji pravijo tudi, da se poveča entropija sistema. Energetska stanja delcev prehajajo od omejenih s svojimi fiksnimi položaji v trdni strukturi, do homogenizirajo v njihovi kapricični in kaotični smeri v plinastem stanju, bolj uniformi, kjer končno pridobijo povprečno kinetično energijo.

Fazni diagram in trojna točka

Točka sublimacije je odvisna od tlaka; Ker drugače trdni delci absorbirajo toploto, da se ne odpustijo v prostor zunaj trdne snovi, ampak da bi tvorili kapljice. Ne bi bilo sublimirano, ampak bi se stopilo ali talilo, kot je najbolj običajno.

Večji kot je zunanji tlak, manj verjetno bo sublimacija, saj je trdna snov za taljenje dolžna.

Toda katere trdne snovi so vzvišene in katere ne? Odgovor je v vaših diagramih faz P proti T, kot je prikazano spodaj:

Vam lahko služi: Neon: Zgodovina, lastnosti, struktura, tveganja, uporabeFazni diagram za hipotetično snov. Vir: Gabriel Bolívar.

Najprej morate pogledati v trojno točko in potovati po spodnjem raztežaju: tisti, ki ločuje trdna in plinasta stanja. Upoštevajte, da mora biti v trdnem območju znižanje tlaka, tako da pride do sublimacije (ni nujno 1 atmosferski tlak). 1 atm, hipotetična snov bo sublima pri temperaturi TS, izražena v k.

Daljši in daljši je odsek ali krivulja pod trojno točko, večja je zmogljivost trdne do sublima pri različnih temperaturah; Če pa je precej pod 1 atm.

Pogoji

Če je trojna točka tisočkrat nižja od atmosferskega tlaka, trdna snov ne bo nikoli sublim ali celo uporabila ultra življenja (da ne omenjam njegove dovzetnosti za razpadanje z delovanjem toplote).

Če temu ni tako, se sublimacije izvajajo z zmerno in predložimo trdno snov v vakuum, tako da njihovi delci lažje pobegnejo, ne da bi potrebovali toliko toplote.

Sublimacija postane zelo pomembna, če so še posebej trdne snovi z visokim parnim tlakom; torej pritisk v notranjosti, odsev učinkovitosti njegovih interakcij. Večji kot je tlak na pari, bolj je vonjna in tudi bolj sublimbilna.

Primeri

Trdno čiščenje

Podoba oranžne trdne snovi in ​​njene sublimbilne rdečkaste komponente je primer, kaj predstavlja sublimacija glede čiščenja trdne snovi. Rdeče trikotnike je mogoče ponovno ublažiti tolikokrat, kolikor je potrebno, dokler ni zagotovljena visoka čistost.

Vam lahko služi: laboratorijska lopatica

Ta tehnika se uporablja predvsem z dišečimi trdnimi snovmi. Na primer: kamfor, kofein, benzoine in mentol.

Med drugimi trdnimi snovmi, ki lahko podpiramo sublimacijo: jod, led (na veliki nadmorski višini), teobromin (čokolada), saharin, morfin in druga zdravila, baze dušika in antracena.

Kristalna sinteza

Vrnitev v rdeče trikotnike, sublimacija ponuja alternativo običajni kristalizaciji; Kristali ne bodo več sintetizirani iz raztopine, ampak s sredstvi.

Recimo, če imajo rdeče kvadratke, bo rast kristalov ohranila to geometrijo in ne bi smela postati trikotna. Rdeči kvadratki bodo postopoma rasli, ko poteka sublimacija. Vendar je to operativni in molekularno kompleksen kompleks.

Primeri sintetiziranih kristalov s sublimacijo so: silicijev karbid (sic), grafit, arzen, selen, fosfor, aluminijev nitruro (ALN), kadmij sulfid (CDS), cink Seleniuro (Znse), mercury Iodide (HGi₂), med drugim grafen.

Upoštevajte, da sta res dva komnerirana pojava: progresivna sublimacija in odlaganje (ali povratna sublimacija); Para se izseli iz trdnih do hladnejših regij ali površin, da se končno odloži v obliki kristalov.

Teme, ki jih zanimajo

Primeri sublimacije.

Reference

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija. (8. izd.). Cengage učenje.
2. Wikipedija. (2019). Sublimacija (fazni prehod). Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org
3. Jones, Andrew Zimmerman. (27. januar 2019). Sublimacija. Okreval od: Thoughtco.com
4. Sheila Morrissey. (2019). Kaj je sublimacija v kemiji? - Opredelitev, postopek in izpiti. Študij. Okrevano od: študij.com
5. Elsevier b.V. (2019). Metoda sublimacije. Znanstveno. Pridobljeno iz: SCINCEDIRECT.com