Kemijska sublimacija je fizički proces u kojem kruta tvar izravno prelazi u plinovito stanje, zaobilazeći međutekuće stanje. Ovaj fenomen nastaje zbog specifičnih uvjeta tlaka i temperature kojima je tvar podvrgnuta. U ovom članku predstavit ćemo 20 primjera kemijske sublimacije i njihove karakteristike, pokazujući koliko je ovaj proces uobičajen i važan u raznim područjima kemije.
Razumjeti proces sublimacije i vidjeti kako se led pretvara u paru.
Sublimacija je kemijski proces u kojem tvar izravno prelazi iz krutog u plinovito stanje, zaobilazeći među-tekuće stanje. Do ovog fenomena dolazi kada tlak pare krute tvari postane veći od atmosferskog tlaka. Uobičajen primjer sublimacije je transformacija leda u vodenu paru.
Kada je led izložen temperaturama iznad nule Celzijevih stupnjeva, počinje sublimirati, odnosno prelaziti iz krutog stanja izravno u plinovito. To se događa jer tlak vodene pare u ledu postaje veći od atmosferskog tlaka, što omogućuje molekulama vode da izađu s površine leda i pretvore se u paru.
Na ovaj proces sublimacije utječu temperatura okoline i tlak. Što je temperatura viša, a tlak niži, to je sublimacija brža. Suprotno tome, na nižim temperaturama i višim tlakovima sublimacija će biti sporija.
20 primjera kemijske sublimacije i karakteristika
Sublimacija je uobičajena pojava u raznim kemijskim tvarima. U nastavku je navedeno 20 primjera tvari koje prolaze kroz proces sublimacije i njihove karakteristike:
1. naftalinNaftalen je klasičan primjer sublimacije, koji se koristi kao repelent protiv insekata.
2. JodJod lako sublimira na sobnoj temperaturi, tvoreći ljubičaste kristale.
3. Ugljični dioksidUgljikov dioksid, također poznat kao suhi led, sublimira na temperaturama ispod -78,5 °C.
4. KamforKamfor je tvar koja sublimira na temperaturama iznad 175°C.
5. benzojeva kiselinaBenzojeva kiselina sublimira na temperaturama iznad 121°C.
6. Anhidrid octene kiselineSublimira na temperaturama iznad 139°C.
7. Oksalna kiselinaSublimira na temperaturama iznad 365°C.
8. ParadiklorbenzenSublimira na temperaturama iznad 53°C.
9. Dušikov oksidSublimira na temperaturama iznad -163,6 °C.
10. Mravlja kiselinaSublimira na temperaturama iznad 100,8°C.
11. Octena kiselinaSublimira na temperaturama iznad 117,9°C.
12. Sumporne kiselineSublimira na temperaturama iznad 337°C.
13. Bakreni sulfatSublimira na temperaturama iznad 200°C.
14. Limunska kiselinaSublimira na temperaturama iznad 153°C.
15. Trikloroctena kiselinaSublimira na temperaturama iznad 61,6°C.
16. Mravlja kiselinaSublimira na temperaturama iznad 100,8°C.
17. Octena kiselinaSublimira na temperaturama iznad 117,9°C.
18. Sumporne kiselineSublimira na temperaturama iznad 337°C.
19. Bakreni sulfatSublimira na temperaturama iznad 200°C.
20. Limunska kiselinaSublimira na temperaturama iznad 153°C.
Ovo su samo neki primjeri tvari koje prolaze kroz proces sublimacije. Sublimacija je zanimljiv i važan fenomen u kemiji, s brojnim primjenama u različitim područjima.
Glavne karakteristike sublimacije: razumjeti ovaj fizički fenomen i njegova jedinstvena svojstva.
Sublimacija je fizikalni fenomen koji se događa kada tvar izravno prelazi iz krutog u plinovito stanje, zaobilazeći tekuće stanje. Taj se proces događa zbog jedinstvenih karakteristika molekula tvari i uvjeta okoline, poput tlaka i temperature.
Jedna od glavnih karakteristika sublimacije je endotermija , odnosno apsorpcija topline tijekom transformacije iz krutog u plinovito stanje. To uzrokuje da tvar hladi svoju okolinu, a može čak i zamrznuti druge obližnje materijale.
Nadalje, sublimacija je reverzibilan proces , što znači da tvar može prijeći iz plinovitog u kruto stanje bez prelaska u tekuće stanje. To je važan fenomen u nekoliko područja, poput farmaceutske i prehrambene industrije.
Još jedna zanimljiva karakteristika sublimacije je stvaranje kristala tijekom hlađenja plina. Ti kristali mogu imati jedinstvene oblike i veličine, ovisno o tvari i uvjetima sublimacije.
Kako bismo bolje razumjeli sublimaciju, predstavit ćemo 20 primjera tvari koje prolaze kroz ovaj kemijski proces i njihove specifične karakteristike.
Razumjeti proces kemijske sublimacije i kako on funkcionira na jednostavan i praktičan način.
Kemijska sublimacija je proces u kojem tvar izravno prelazi iz krutog u plinovito stanje, bez prelaska kroz tekuće stanje. Ovaj fenomen nastaje kada je tlak pare krute tvari veći od atmosferskog tlaka, što uzrokuje isparavanje molekula krute tvari bez topljenja.
Da bismo bolje razumjeli, zamislite kocku leda u zamrzivaču. Ako led ostavimo dulje vrijeme, on će sublimirati - to jest, izravno će prijeći iz krutog u plinovito stanje, bez topljenja. To se događa jer je tlak vodene pare u ledu veći od atmosferskog tlaka unutar zamrzivača.
Kod kemijske sublimacije, molekule krutine dobivaju dovoljno energije da razbiju međumolekularne sile koje ih drže zajedno u krutom stanju. Te se molekule raspršuju u zrak, tvoreći plin. Kada plin dosegne hladniju površinu, molekule se ponovno kondenziraju, tvoreći krutinu izravno iz pare.
20 primjera kemijske sublimacije i karakteristika
1. Naftalen: Naftalen je klasičan primjer tvari koja prolazi kroz proces sublimacije. Koristi se kao repelent protiv moljaca i, kada je izložen zraku, sublimira izravno u plinovito stanje.
2. Jod: Jod je još jedna tvar koja lako sublimira. Kada su izloženi zraku, kristali joda izravno prelaze u plinovito stanje bez topljenja.
3. Benzojeva kiselina: Benzojeva kiselina je bijela krutina koja sublimira na relativno niskim temperaturama. Koristi se kao konzervans u hrani i sublimira kada se zagrije.
4. Antracen: Antracen je aromatski ugljikovodik koji sublimira na niskim temperaturama. Koristi se u proizvodnji boja i eksploziva.
5. Limunska kiselina: Limunska kiselina je kristalna krutina koja sublimira na visokim temperaturama. Nalazi se u citrusnom voću i koristi se kao zakiselitelj u hrani.
6. Mentol: Mentol je tvar koja lako sublimira na sobnoj temperaturi. Nalazi se u biljkama poput metvice i koristi se u farmaceutskim proizvodima i kozmetici.
7. Salicilna kiselina: Salicilna kiselina je kristalna krutina koja sublimira na umjerenim temperaturama. Koristi se za liječenje akni i drugih kožnih oboljenja.
8. Benzoin: Benzoin je smola koja sublimira na visokim temperaturama. Koristi se u proizvodnji parfema i tamjana.
9. NaCl: Natrijev klorid ili kuhinjska sol sublimira na visokim temperaturama. Koristi se u kuhanju i kemijskoj industriji.
10. Oksalna kiselina: Oksalna kiselina je bijela krutina koja sublimira na umjerenim temperaturama. Koristi se u tekstilnoj industriji i za čišćenje metala.
11. Fenol: Fenol je tekućina koja sublimira na niskim temperaturama. Koristi se u proizvodnji plastike i smola.
12. Askorbinska kiselina: Askorbinska kiselina ili vitamin C je krutina koja sublimira na visokim temperaturama. Nalazi se u citrusnom voću i koristi se kao vitaminski dodatak.
13. Naftol: Naftol je bijela krutina koja sublimira na umjerenim temperaturama. Koristi se u proizvodnji boja i u kemijskoj industriji.
14. Kamfor: Kamfor je krutina koja lako sublimira na sobnoj temperaturi. Koristi se u lijekovima i kozmetičkim proizvodima.
15. Tereftalna kiselina: Tereftalna kiselina je bijela krutina koja sublimira na visokim temperaturama. Koristi se u proizvodnji plastike i polimera.
16. Saharoza: Saharoza, ili obični šećer, sublimira na visokim temperaturama. Koristi se u kuhanju i izradi slatkiša.
17. Benzojeva kiselina: Benzojeva kiselina je bijela krutina koja sublimira na umjerenim temperaturama. Koristi se kao konzervans u hrani i kozmetici.
Otkrijte 10 različitih stanja materije koja postoje u prirodi i njihove jedinstvene karakteristike.
U prirodi postoji 10 različitih stanja materije, svako s jedinstvenim karakteristikama koje ga razlikuju. Stanja materije su kruto, tekuće, plinovito, plazma, Bose-Einsteinov kondenzat, fermionski kondenzat, Rydbergov kondenzat, fotonski kondenzat, kvark-gluonska materija i degenerirana materija.
Čvrsto stanje karakteriziraju čestice koje su blizu jedna drugoj i imaju definirani oblik i volumen. Tekuće stanje ima rahlije čestice, s definiranim oblikom, ali promjenjivim volumenom. U plinovitom stanju čestice su široko razdvojene i nemaju ni oblik ni volumen. Plazma je izuzetno vruće stanje u kojem atomi gube svoje elektrone. Bose-Einsteinov kondenzat nastaje na temperaturama bliskim apsolutnoj nuli, kada se čestice ponašaju poput valova. Fermionski kondenzat nastaju od fermiona na niskim temperaturama.
Rydbergov kondenzat je egzotično stanje koje tvore pobuđeni atomi. Fotonski kondenzat je stanje svjetlosti bogate fotonima. Kvark-gluonska materija je hipotetsko stanje u kojem kvarkovi i gluoni nisu vezani. Konačno, degenerirana materija nalazi se u neutronskim zvijezdama i izuzetno je gusta i kompaktna.
20 primjera kemijske sublimacije i karakteristika
Kemijska sublimacija je proces kojim tvar izravno prelazi iz krutog u plinovito stanje, zaobilazeći tekuće stanje. Ovaj fenomen se javlja u raznim situacijama, kao što su naftalin, jod, ugljikov dioksid, limunska kiselina, benzojeva kiselina i druge. Sublimacija je endotermni proces, pri čemu se apsorbira toplina iz okoline.
Neki primjeri kemijske sublimacije uključuju stvaranje kristala suhog leda, sušenje odjeće na žici za rublje u hladnim danima, konzerviranje smrznute hrane i čišćenje površina sodom bikarbonom, između ostalog. Sublimacija je važan proces u nekoliko područja, kao što su kemijska industrija, farmaceutska proizvodnja i konzerviranje hrane.
20 primjera kemijske sublimacije i karakteristika
Neki primjeri kemijske sublimacije su procesi kojima se sublimiraju voda, ugljikov dioksid, jod, arsen ili sumpor.
Sublimacija je proces izravne transformacije iz krutog u plinovito stanje, bez prolaska kroz tekuću fazu. To je endotermni fazni prijelaz koji se događa na temperaturama i tlakovima ispod trojne točke tvari, temperature i tlaka pri kojima tri faze koegzistiraju (Sublimacija (kemija), 2008.).
Pri određenoj temperaturi, većina kemijskih spojeva i elemenata može postojati u jednom od tri različita agregatna stanja pri različitim tlakovima. U tim slučajevima, prijelaz iz krutog u plinovito stanje zahtijeva međutekuće stanje.
Na temperaturama ispod trojne točke, smanjenje tlaka rezultirat će izravnim faznim prijelazom iz krutog u plinovito stanje. Nadalje, pri tlakovima ispod tlaka trojne točke , porast temperature rezultirat će time da kruto stanje postane plinovito bez prolaska kroz tekuće područje (bezgranično, SF).
Za neke tvari, poput ugljika i arsena, sublimacija je puno lakša od isparavanja. To je zato što je tlak njihove trojne točke vrlo visok, što otežava njihovo dobivanje u tekućem stanju.
Proces sublimacije zahtijeva dodatnu energiju; to je endotermna promjena. Entalpija sublimacije (toplina sublimacije) može se izračunati kao zbroj entalpije taljenja i entalpije isparavanja.
Suprotan proces, u kojem plin prolazi kroz faznu promjenu u čvrstom stanju, naziva se taloženje ili desublimacija (Anne Marie Helmenstine, 2016).
20 primjera sublimacije
1- Ugljikov dioksid
Suhi led je čvrsti ugljikov dioksid. Na sobnoj temperaturi i tlaku sublimira se u paru ugljikovog dioksida (slika 2).
Može se koristiti za stvaranje posebnog efekta dimljenja ili zastrašivanja. Zbog svoje relativne sigurnosti, suhi led je preferirana kruta tvar u demonstracijama u učionici.
2- Voda
Pod posebnim uvjetima, smrznuta voda (led) može iskočiti iz tekuće faze i sublimirati u zrak. Teško je vidjeti sublimaciju leda, ali možete vidjeti rezultate.
Južna površina Mount Everesta ima savršene uvjete za sublimaciju snijega: niske temperature, intenzivnu sunčevu svjetlost, nisku relativnu vlažnost i suhe vjetrove (VanBuren, SF).
3- Jod
Jod na 100°C sublimira krutinu u otrovni ljubičasti plin. To se koristi u forenzici za uzimanje otisaka prstiju.
4- Arsen
Na temperaturi od 615°C, arsen sublimira. To predstavlja opasnost s obzirom na toksičnost elementa.
5- Sumpor
Ovaj spoj sublimira između 25 i 50 °C, uzrokujući otrovne i zagušljive plinove (Tucker, 1929).
6- Tiskarske boje
Suhi sublimacijski printeri koriste proces sublimacije za ispis slika fotografske kvalitete.
Proces započinje kada postoje posebni filmovi koji sadrže čvrste pigmente koji se, kada se zagriju, sublimiraju i potom ponovno hvataju.
Slike se mogu tiskati na poliesterske majice, vaze ili aluminijske ili kromirane ploče (SUBLIMACIJA METALNE BOJE NA ALUMINIJU, SF).
7- Arome
Čvrsti osvježivači zraka također sublimiraju. Ti spojevi su obično esteri, uključujući i one koji se nalaze u WC školjci. Na taj se način kemikalije izravno ispuštaju u zrak, zbog čega miriše svježe.
8- Naftalen
Kuglice protiv moljaca izrađuju se s ovim spojem koji sublimacijom uklanja moljce.
9- Cink
Ovaj spoj ima tendenciju sublimacije pri niskom tlaku.
10- Aluminij
Ovaj metal se sublimira na temperaturama iznad 1000 °C za određene industrijske procese.
11- Metalurgija
Određene legure se pročišćavaju sublimacijskim metodama. Time se odvajaju spojevi koji čine leguru, što rezultira pročišćenim proizvodima.
12- Kadmij
Još jedan spoj koji sublimira pri niskom tlaku. To je posebno problematično u situacijama kada radite pod visokim vakuumom.
13- Grafit
Ovaj materijal se sublimira propuštanjem električne struje visoke amperaže kroz visoki vakuum. Ovaj se postupak koristi u transmisijskoj elektronskoj mikroskopiji za proizvodnju vodljivih uzoraka i postizanje veće rezolucije.
14 - Zlato
Sublimacija zlata koristi se za izradu jeftinih medalja i pozlaćenog nakita. Također se koristi za obradu uzoraka dobivenih skenirajućom elektronskom mikroskopijom.
15- Kamfor
Na određenoj temperaturi kamfor sublimira, koristi se za pročišćavanje ili terapeutske učinke.
16- Mentol
Mentol vrlo lako sublimira. Kada pogledate bočicu čistog mentola, možete vidjeti tanke iglice mentola. One rastu taloženjem. To znači da čvrsti mentol sublimira.
17- Antracen
To je bijela krutina koja lako sublimira. Ova se metoda općenito koristi za pročišćavanje.
18-benzojeva kiselina
To je aditiv za hranu koji se lako sublimira radi pročišćavanja (Crampton, 2017).
19-salicilna kiselina
Koristi se kao mast za ublažavanje vrućice, jer lako sublimira. Ova metoda se također koristi za pročišćavanje (Pročišćavanje organskih spojeva, SF).
20- Kozmička sublimacija
Fenomen sublimacije ne opaža se samo svakodnevno ili u laboratoriju. Astronomi i astrofizičari se s njim obično susreću kada usmjere pogled prema zvijezdama.
Primjeri su sublimacija vode iz jezgara kometa, približavanje kometa Suncu i sublimacija polarnih ledenih kapa na Marsu tijekom marsovskog ljeta (Tehnološko sveučilište Swinburne, SF).
Reference
- Anne Marie Helmenstine, P. (2016. lipnja 20.). Definicija sublimacije (fazni prijelaz u kemiji) Preuzeto s thoughtco.com.
- (SF). Prijelaz iz čvrste u plinovitu fazu Preuzeto s boundless.com.
- Crampton, L. (2017. svibnja 5.). Zdravstveni učinci benzojeve kiseline, natrijevog benzoata i benzena Preuzeto s caloriebee.com.
- SUBLIMACIJA METALNIH TINTI NA ALUMINIJU . (SF). Preuzeto s blazing.com.
- Pročišćavanje organskih spojeva . (SF). Preuzeto s askitians.com.
- Sublimacija (kemija) . (2. travnja 2008.). Preuzeto s newworldencyclopedia.org.
- Tehnološko sveučilište Swinburne (SF). Sublimacija Preuzeto s astronomy.swin.edu.au.
- Tucker, R.P. (1929). Bilješke o sublimaciji sumpora između 25° i 50°C. Kemijsko inženjerstvo, 21 (1) , 44-47.
- VanBuren, J. (SF). Primjeri sublimacije u stvarnom životu Preuzeto s education.seattlepi.com.