Sublimointikonsepti, prosessi ja esimerkit

Se sublimaatio Se on termodynaaminen prosessi, jossa endotermisen tilan muutos tapahtuu suoraan kiinteästä kaasusta ilman nesteen aikaisempaa muodostumista. Erinomainen esimerkki tästä prosessista on kuivaa jäätä; Kun altistuu aurinkoon tai upotettu nesteeseen, se kulkee suoraan kiinteästä kaasumaiseen tilaan.

Kiinteän käytöksen käyttäytyminen normaaleissa olosuhteissa on kuumeneminen ja perustaminen ensimmäinen pudotus, jossa kiinteät hiukkaset liukenevat kokonaan sulamiseen. Sillä välin sublimoitumisessa puhuu "kuplasta", progressiivisesta höyrystä kostuttamatta koskettavaa pintaa, mutta heti kerrostuneita tai kiteytyy.

Esimerkki hypoteettisen oranssin kiinteän aineen sublimaatiosta. Lähde: Gabriel Bolívar.

Se, mitä ylimmässä kappaleessa on kuvattu, esitetään ylemmässä kuvassa. Oletetaan, että oranssi kiinteä seos (vasen), joka alkaa lisätä energiaa nostamalla. Sublimaalinen punainen komponentti, ja sitten talletetaan vastaanottavan säiliön pohjalle, jonka lämpötila on alhaisempi johtuen sen pitoisuudesta.

Punaiset kolmiot tai kiteet kerrostuvat tämän säiliön kylmäpinnan ansiosta (oikealla), joka absorboi sen lämpötilan; Ja vaikka sitä ei näytetä, sen jääkuutioiden koon on pienennettävä lämmön imeytymisen vuoksi. Jäljellä olevalla kiinteällä kiinteällä aineella on epätasainen keltainen komponentti prosessiolosuhteissa.

[TOC]

Sublimointikonsepti

Käsitellä asiaa

On jo sanottu. Jos kiinteä aine imee lämpöä, sen energia kasvaa, niin sen hiukkaset värähtelevät myös suuremmilla taajuuksilla.

Kun nämä värähtelyt muuttuvat erittäin vahvoiksi, ne lopulta vaikuttavat molekyylien välisiin vuorovaikutuksiin (ei kovalenttiset sidokset); Ja näin ollen, hiukkaset ovat ennemmin tai myöhemmin enemmän matkoja toisistaan, kunnes ne onnistuvat virtaamaan ja liikkumaan vapaammin avaruusalueiden läpi.

Voi palvella sinua: diagonaalinen sääntö

Joissakin kiinteissä aineissa värähtelyt ovat niin vahvoja, että jotkut hiukkaset "laukaistaan" rakenteen ulkopuolella sen sijaan, että agglomeroivat liikkuvia klustereita, jotka määrittelevät pudotuksen. Nämä hiukkaset pakenevat ja integroivat ensimmäisen "kuplan", joka mieluummin muodostuisi sublimoitujen kiinteiden höyryjen ensimmäiset höyryt.

Sitten ei puhu sulatuspisteestä, vaan sublimaatiosta. Vaikka molemmat ovat riippuvaisia ​​kiinteän aineen hallitsevasta paineesta, sublimointipiste on enemmän; Siksi sen lämpötila vaihtelee huomattavasti paineen muutoksilla (kuten kiehumispisteen tapauksessa).

Kiinteästä rakenteesta kaasuhäiriöön

Sublimaatiossa sanotaan myös, että järjestelmän entropia lisääntyy. Hiukkasten energiatilat menevät kiinteiden rakenteen kiinteiden asemien rajoittamisesta homogenisoidakseen omituisiin ja kaoottisiin suuntiin kaasumaisessa tilassa, yhtenäisemmässä, missä ne lopulta saavat keskimääräisen kineettisen energian.

Vaihekaavio ja kolminkertainen piste

Sublimointipiste riippuu paineesta; Koska muuten kiinteät hiukkaset absorboivat lämpöä, ettei se pääse ampuma -avaruuteen kiinteän aineen ulkopuolelle, vaan tippojen muodostamiseksi. Sitä ei sublimoida, vaan sulaa tai sulaa, kuten tavallisin.

Mitä suurempi ulkoinen paine, sitä epätodennäköisempi sublimointi on, koska kiinteä kiinteä sulatus on velvollinen.

Mutta mitkä kiintoaineet ovat sublimatiivisia ja mitkä eivät? Vastaus on P VS T -vaiheessa kaaviot, kuten alla on esitetty:

Voi palvella sinua: Neon: Historia, ominaisuudet, rakenne, riskit, käyttötarkoituksetVaihekaavio hypoteettiselle aineelle. Lähde: Gabriel Bolívar.

Sinun on tarkasteltava ensin kolminkertaista pistettä ja kuljetettava alempi venytys: se, joka erottaa kiinteät ja kaasumaiset tilat. Huomaa, että kiinteällä alueella paine on vähentynyt siten, että sublimointi tapahtuu (ei välttämättä yksi ilmakehän paine). A 1 atm, hypoteettinen aine sublimia TS: n lämpötilassa, joka ilmaistaan ​​K: ssä.

Mitä pidempi ja pidempi leikkaus tai käyrä kolminkertaisen pisteen alla, sitä suurempi kiinteän aineen kapasiteetti sublimiin eri lämpötiloissa; Mutta jos se on selvästi alle 1 atm, niin sitä tarvitaan suurilla aukkoilla sublimaation saavuttamiseksi, niin että paineet vähenevät (esimerkiksi 0,0001 atm).

Olosuhteet

Jos kolminkertainen piste on tuhansia kertoja alhaisempi kuin ilmakehän paine, kiinteä aine ei koskaan sublimia tai edes leviää ultra -elämää (puhumattakaan sen alttiudesta hajottaa lämmön vaikutuksesta).

Jos näin ei ole, sublimaatiot tehdään maltillisesti ja kiinteän aineen lähettämisen avulla tyhjölle niin, että niiden hiukkaset pääsevät helpommin ilman, että tarvetta absorboida niin paljon lämpöä.

Sublimaatiosta tulee erittäin tärkeä, kun ne ovat erityisen kiinteitä aineita, joilla on korkea höyrynpaine; eli paine sisäpuolella, sen vuorovaikutuksen tehokkuuden heijastus. Mitä suurempi sen höyrynpaine, sitä hajuisempi se on ja myös sublimatiivisempi.

Esimerkit

Kiinteä puhdistus

Oranssin kiinteän aineen ja sen sublimatiivisen punertavan komponentin kuva on esimerkki siitä, mitä sublimointi edustaa kiinteän puhdistuksen suhteen. Punaiset kolmiot voidaan saada uudelleen niin monta kertaa kuin tarpeen, kunnes korkea puhtaus on taattu.

Voi palvella sinua: laboratoriosta

Tätä tekniikkaa käytetään pääasiassa tuoksuvien kiinteiden aineiden kanssa. Esimerkiksi: kamferi, kofeiini, bentsoiini ja mentol.

Muiden kiinteiden aineiden joukossa, jotka voivat perustaa sublimointia: jodi, jää (suurilla korkeuksilla), teobromiinia (suklaa), sakkariinia, morfiinia ja muita lääkkeitä, typpipohjat ja antraseeni.

Kidesynteesi

Palattuaan punaiseen kolmioihin, sublimointi tarjoaa vaihtoehdon tavanomaiselle kiteytymiselle; Kiteitä ei enää syntetisoida liuoksesta, vaan keinoin.

Oletetaan, että jos niillä on punaisia ​​neliöitä, kiteiden kasvu ylläpitää tätä geometriaa eikä sen pitäisi tulla kolmionmuotoiseksi. Punaiset neliöt kasvavat vähitellen sublimaation tapahtuessa. Se on kuitenkin operatiivinen ja molekyylisesti kompleksi, jossa nähdään monia muuttujia.

Esimerkkejä syntetisoiduista kiteistä sublimaation kautta ovat: piikarbidi (sic), grafiitti, arseeni, seleeni, fosfori, alumiini -nitruro (ALN), kadmiumsulfidi (CDS), sinkki -seleniuro (ZNSE), Mercury Jodid (HGI₂), grafeeni, muun muassa.

Huomaa, että ne ovat todella kaksi koottuja ilmiöitä: progressiivinen sublimointi ja laskeuma (tai käänteinen sublimointi); Höyry muutti kiinteästä kylmemmälle alueelle tai pinnoille lopulta tallettaakseen kiteiden muodossa.

Kiinnostavia teemoja

Esimerkkejä sublimaatiosta.

Viitteet

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemia. (8. ed.-A. Cengage -oppiminen.
2. Wikipedia. (2019). Sublimointi (vaihesiirto). Haettu: vuonna.Wikipedia.org
3. Jones, Andrew Zimmerman. (27. tammikuuta 2019). Sublimaatio. Toipunut: Admingco.com
4. Sheila Morrissey. (2019). Mikä on sublimointi kemiassa? - Määritelmä, prosessi ja kokeet. Opiskelu. Toipunut: Opiskelu.com
5. Elsevier B.V. (2019). Sublimaatiomenetelmä. Tiede. Haettu: ScienEdirect.com