A kémiai szublimáció egy fizikai folyamat, amelynek során egy szilárd anyag közvetlenül gáznemű halmazállapotba megy át, megkerülve a köztes folyékony halmazállapotot. Ez a jelenség az anyagra kitett specifikus nyomás- és hőmérsékleti viszonyok miatt következik be. Ebben a cikkben 20 példát mutatunk be a kémiai szublimációra és azok jellemzőire, bemutatva, hogy mennyire gyakori és fontos ez a folyamat a kémia különböző területein.
Értsd meg a szublimáció folyamatát, és nézd meg, hogyan alakul át a jég gőzzé.
A szublimáció egy kémiai folyamat, amelynek során egy anyag közvetlenül szilárd halmazállapotból gáznemű állapotba kerül, megkerülve a köztes folyékony állapotot. Ez a jelenség akkor következik be, amikor egy szilárd anyag gőznyomása nagyobb lesz, mint a légköri nyomás. A szublimáció egy gyakori példája a jég átalakulása vízgőzzé.
Amikor a jég nulla Celsius-fok feletti hőmérsékletnek van kitéve, szublimálni kezd, vagyis szilárd halmazállapotból közvetlenül gáznemű halmazállapotba alakul. Ez azért történik, mert a jégben lévő vízgőz nyomása nagyobb lesz, mint a légköri nyomás, lehetővé téve a vízmolekulák kiszabadulását a jég felszínéről és gőzzé alakulását.
Ezt a szublimációs folyamatot befolyásolja a környezeti hőmérséklet és nyomás. Minél magasabb a hőmérséklet és alacsonyabb a nyomás, annál gyorsabb a szublimáció. Fordítva, alacsonyabb hőmérsékleten és magasabb nyomáson a szublimáció lassabb lesz.
20 példa a kémiai szublimációra és jellemzőire
A szublimáció gyakori jelenség különféle vegyi anyagokban. Az alábbiakban 20 példát mutatunk be olyan anyagokra, amelyek szublimációs folyamaton mennek keresztül, és bemutatjuk jellemzőiket:
1. NaftalinA naftalin a szublimáció klasszikus példája, rovarriasztóként használják.
2. JódA jód szobahőmérsékleten könnyen szublimál, lila kristályokat képezve.
3. Szén-dioxidA szén-dioxid, más néven szárazjég, -78,5°C alatti hőmérsékleten szublimál.
4. KámforA kámfor egy olyan anyag, amely 175°C felett szublimál.
5. benzoesavA benzoesav 121°C felett szublimál.
6. Ecetsavanhidrid139°C feletti hőmérsékleten szublimál.
7. Oxálsav365°C feletti hőmérsékleten szublimál.
8. Paradiklór-benzol53°C feletti hőmérsékleten szublimál.
9. Nitrogén-monoxidSzublimál -163,6°C feletti hőmérsékleten.
10. Hangyasav100,8°C feletti hőmérsékleten szublimál.
11. Ecetsav117,9°C feletti hőmérsékleten szublimál.
12. Kénsav337°C feletti hőmérsékleten szublimál.
13. Réz-szulfát200°C feletti hőmérsékleten szublimál.
14. Citromsav153°C feletti hőmérsékleten szublimál.
15. Triklór-ecetsav61,6°C feletti hőmérsékleten szublimál.
16. Hangyasav100,8°C feletti hőmérsékleten szublimál.
17. Ecetsav117,9°C feletti hőmérsékleten szublimál.
18. Kénsav337°C feletti hőmérsékleten szublimál.
19. Réz-szulfát200°C feletti hőmérsékleten szublimál.
20. Citromsav153°C feletti hőmérsékleten szublimál.
Ezek csak néhány példa azokra az anyagokra, amelyek szublimációs folyamaton mennek keresztül. A szublimáció egy érdekes és fontos jelenség a kémiában, számos alkalmazással különböző területeken.
A szublimáció főbb jellemzői: ismerd meg ezt a fizikai jelenséget és egyedi tulajdonságait.
A szublimáció egy fizikai jelenség, amely akkor következik be, amikor egy anyag szilárd halmazállapotból közvetlenül gáznemű halmazállapotba megy át, megkerülve a folyékony halmazállapotot. Ez a folyamat az anyag molekuláinak egyedi jellemzői és a környezeti feltételek, például a nyomás és a hőmérséklet miatt következik be.
A szublimáció egyik fő jellemzője az endotermia , azaz a hő elnyelése a szilárd halmazállapotú anyag gázneművé alakulása során. Ezáltal az anyag lehűti a környezetét, sőt akár más, közeli anyagokat is megfagyaszthat.
Továbbá a szublimáció egy megfordítható folyamat , ami azt jelenti, hogy az anyag gáznemű halmazállapotból szilárd halmazállapotba válthat anélkül, hogy áthaladna a folyékony halmazállapoton. Ez egy fontos jelenség számos területen, például a gyógyszeriparban és az élelmiszeriparban.
A szublimáció egy másik érdekes jellemzője a kristályok képződése a gáz hűlése során. Ezek a kristályok egyedi formájúak és méretűek lehetnek, az anyagtól és a szublimációs körülményektől függően.
A szublimáció jobb megértése érdekében bemutatunk 20 példát olyan anyagokra, amelyek ezen a kémiai folyamaton mennek keresztül, és azok sajátos jellemzőit.
Ismerd meg a kémiai szublimációs folyamatot és annak működését egyszerű és gyakorlati módon.
A kémiai szublimáció egy olyan folyamat, amelynek során egy anyag közvetlenül szilárd halmazállapotból gáznemű halmazállapotba megy át anélkül, hogy folyékony halmazállapoton áthaladna. Ez a jelenség akkor fordul elő, amikor egy szilárd anyag gőznyomása nagyobb, mint a légköri nyomás, aminek következtében a szilárd anyag molekulái olvadás nélkül elpárolognak.
A jobb megértés érdekében képzeljünk el egy jégkockát egy fagyasztóban. Ha hosszú ideig ott hagyjuk a jeget, az szublimál – azaz szilárd halmazállapotból közvetlenül gáz halmazállapotba megy át anélkül, hogy megolvadna. Ez azért történik, mert a jégben lévő vízgőz nyomása nagyobb, mint a fagyasztóban lévő légköri nyomás.
A kémiai szublimáció során a szilárd anyag molekulái elegendő energiára tesznek szert ahhoz, hogy megtörjék a szilárd állapotban őket összetartó molekulák közötti erőket. Ezek a molekulák a levegőbe diszpergálódnak, gázt képezve. Amikor a gáz eléri a hidegebb felületet, a molekulák ismét kondenzálódnak, és közvetlenül a gőzből szilárd halmazállapotot képeznek.
20 példa a kémiai szublimációra és jellemzőire
1. Naftalin: A naftalin egy klasszikus példa a szublimációs folyamaton áteső anyagokra. Molyriasztóként használják, és levegővel érintkezve közvetlenül gáz halmazállapotba szublimál.
2. Jód: A jód egy másik könnyen szublimálódó anyag. Levegővel érintkezve a jódkristályok közvetlenül gáz halmazállapotba kerülnek anélkül, hogy megolvadnának.
3. Benzoesav: A benzoesav fehér szilárd anyag, amely viszonylag alacsony hőmérsékleten szublimál. Élelmiszerekben tartósítószerként használják, és melegítés hatására szublimál.
4. Antracén: Az antracén egy aromás szénhidrogén, amely alacsony hőmérsékleten szublimál. Színezékek és robbanóanyagok gyártásához használják.
5. Citromsav: A citromsav kristályos szilárd anyag, amely magas hőmérsékleten szublimál. Citrusfélékben található, és savanyítószerként használják az élelmiszerekben.
6. Mentol: A mentol egy olyan anyag, amely szobahőmérsékleten könnyen szublimál. Olyan növényekben található meg, mint a menta, és gyógyszeriparban és kozmetikumokban használják.
7. Szalicilsav: A szalicilsav egy kristályos szilárd anyag, amely mérsékelt hőmérsékleten szublimál. Akne és más bőrbetegségek kezelésére használják.
8. Benzoin: A benzoin egy gyanta, amely magas hőmérsékleten szublimál. Parfümök és füstölők gyártásához használják.
9. NaCl: A nátrium-klorid, vagy asztali só magas hőmérsékleten szublimál. Főzéskor és a vegyiparban használják.
10. Oxálsav: Az oxálsav fehér szilárd anyag, amely mérsékelt hőmérsékleten szublimál. Textiliparban és fémek tisztítására használják.
11. Fenol: A fenol egy folyadék, amely alacsony hőmérsékleten szublimál. Műanyagok és gyanták gyártásához használják.
12. Aszkorbinsav: Az aszkorbinsav, vagy C-vitamin, egy szilárd anyag, amely magas hőmérsékleten szublimál. Citrusfélékben található, és vitamin-kiegészítőként használják.
13. Naftol: A naftol fehér, szilárd anyag, amely mérsékelt hőmérsékleten szublimál. Színezékek gyártásában és a vegyiparban használják.
14. Kámfor: A kámfor egy szilárd anyag, amely szobahőmérsékleten könnyen szublimál. Gyógyszerekben és szépségápolási termékekben használják.
15. Tereftálsav: A tereftálsav fehér szilárd anyag, amely magas hőmérsékleten szublimál. Műanyagok és polimerek gyártásában használják.
16. Szacharóz: A szacharóz, vagy más néven közönséges cukor, magas hőmérsékleten szublimál. Főzéskor és édességkészítéskor használják.
17. Benzoesav: A benzoesav fehér szilárd anyag, amely mérsékelt hőmérsékleten szublimál. Élelmiszerekben és kozmetikumokban tartósítószerként használják.
Ismerd meg a természetben előforduló 10 különböző halmazállapotot és azok egyedi jellemzőit.
A természetben 10 különböző halmazállapot létezik, mindegyik egyedi tulajdonságokkal rendelkezik. Az anyag halmazállapotai a következők: szilárd, folyékony, gáz, plazma, Bose-Einstein kondenzátum, fermionos kondenzátum, Rydberg-kondenzátum, fotonkondenzátum, kvark-gluon anyag és degenerált anyag.
A szilárd állapotot a egymáshoz közel elhelyezkedő, meghatározott alakú és térfogatú részecskék jellemzik. A folyékony halmazállapot lazább, meghatározott alakú, de változó térfogatú részecskékből áll. Gáznemű halmazállapotban a részecskék széles körben elkülönülnek egymástól, sem alakjuk, sem térfogatuk nincs. A plazma egy rendkívül forró állapot, amelyben az atomok elveszítik elektronjaikat. A Bose-Einstein kondenzátum az abszolút nulla fokhoz közeli hőmérsékleten keletkezik, amikor a részecskék hullámként viselkednek. A fermionos kondenzátumot a fermionok képezik alacsony hőmérsékleten.
A Rydberg-kondenzátum egy egzotikus állapot, amelyet gerjesztett atomok alkotnak. A fotonkondenzátum egy fotonokban gazdag fényállapot. A kvark-gluon anyag egy hipotetikus állapot, amelyben a kvarkok és gluonok nincsenek kötve. Végül, a degenerált anyag a neutroncsillagokban található, és rendkívül sűrű és kompakt.
20 példa a kémiai szublimációra és jellemzőire
A kémiai szublimáció az a folyamat, amelynek során egy anyag szilárd halmazállapotból közvetlenül gáznemű halmazállapotba alakul, megkerülve a folyékony halmazállapotot. Ez a jelenség számos helyzetben előfordul, például molyirtó golyók, jód, szén-dioxid, citromsav, benzoesav és más anyagok esetén. A szublimáció egy endoterm folyamat, amely hőt von el a környezetből a folyamat végbemenéséhez.
A kémiai szublimáció néhány példája közé tartozik a szárazjégkristályok képződése, a ruhák szárítása ruhaszárítókötélen hideg napokon, a fagyasztott élelmiszerek tartósítása és a felületek tisztítása szódabikarbónával, többek között. A szublimáció fontos folyamat számos területen, például a vegyiparban, a gyógyszergyártásban és az élelmiszer-tartósításban.
20 példa a kémiai szublimációra és jellemzőire
A kémiai szublimáció néhány példája az a folyamat, amelynek során a víz, a szén-dioxid, a jód, az arzén vagy a kén szublimálódik.
A szublimáció a szilárd halmazállapotból a gáznemű halmazállapotba történő közvetlen átalakulás folyamata, folyékony fázison való áthaladás nélkül. Ez egy endoterm fázisátmenet, amely az anyag hármaspontja alatti hőmérsékleten és nyomáson megy végbe, amely hőmérsékleten és nyomáson a három fázis egyszerre létezik (Szublimáció (kémia), 2008).
Adott hőmérsékleten a legtöbb kémiai vegyület és elem három különböző halmazállapot egyikében létezhet különböző nyomásokon. Ezekben az esetekben a szilárd halmazállapotból a gáznemű halmazállapotba való átmenethez egy közbenső folyékony halmazállapot szükséges.
A hármaspont alatti hőmérsékleten a nyomáscsökkenés közvetlenül szilárd halmazállapotból gáz halmazállapotúvá alakulást eredményez. Továbbá, a hármaspont alatti nyomáson a hőmérséklet növekedése azt eredményezi, hogy a szilárd anyag gáz halmazállapotúvá válik anélkül, hogy áthaladna a folyékony tartományon (Boundless, SF).
Bizonyos anyagok, például a szén és az arzén esetében a szublimáció sokkal könnyebb, mint a párolgás. Ez azért van, mert a hármaspontjuk nyomása nagyon magas, ami megnehezíti folyékony halmazállapotú kinyerésüket.
A szublimációs folyamat további energiát igényel; endoterm változás. A szublimációs entalpia (szublimációs hő) a fúziós entalpia és a párolgási entalpia összegeként számítható ki.
Az ellentétes folyamatot, amelynek során egy gáz szilárd halmazállapotban fázisváltozáson megy keresztül, lerakódásnak vagy deszublimációnak nevezzük (Anne Marie Helmenstine, 2016).
20 példa a szublimációra
1- Szén-dioxid
A szárazjég szilárd szén-dioxid. Szobahőmérsékleten és nyomáson szén-dioxid gőzzé szublimál (2. ábra).
Használható különleges füstölgő vagy ijesztő hatás létrehozására. Viszonylagos biztonságossága miatt a szárazjég az előnyben részesített szilárd anyag a tantermi bemutatókon.
2- Víz
Különleges körülmények között a fagyott víz (jég) kiugorhat a folyékony fázisból és szublimálhat a levegőbe. Nehéz látni a jég szublimációját, de az eredményeket láthatjuk.
A Mount Everest déli felszínén tökéletes feltételek vannak a hó szublimációjához: alacsony hőmérséklet, intenzív napfény, alacsony relatív páratartalom és száraz szél (VanBuren, SF).
3- Jód
A jód 100°C-on szublimál egy szilárd anyagot mérgező lila gázzá. Ezt a módszert használják az igazságügyi tudományokban ujjlenyomatok rögzítésére.
4- Arzén
615°C-on az arzén szublimál. Ez az elem toxikus jellege miatt veszélyes.
5- Kén
Ez a vegyület 25 és 50 °C között szublimál, mérgező és fulladásveszélyes gázokat képezve (Tucker, 1929).
6- Nyomdafestékek
A száraz szublimációs nyomtatók a szublimációs eljárást használják fotóminőségű képek nyomtatásához.
A folyamat akkor kezdődik, amikor speciális, szilárd pigmenteket tartalmazó filmek jelennek meg, amelyek hevítés hatására szublimálnak, majd visszanyerik a nedvességet.
A képek nyomtathatók poliészter ingekre, vázákra, alumínium vagy króm lemezekre (FÉMSZUBLIMÁCIÓ ALUMÍNIUMRA, SF).
7- Aromák
A szilárd légfrissítők is szublimálnak. Ezek a vegyületek általában észterek, beleértve a WC-csészében találhatókat is. Így a vegyszerek közvetlenül a levegőbe kerülnek, friss illatot kölcsönözve neki.
8- Naftalin
A molyirtó golyókat ezzel a vegyülettel készítik, amely szublimáció útján eltávolítja a molyokat.
9- Cink
Ez a vegyület alacsony nyomáson hajlamos szublimálni.
10- Alumínium
Ezt a fémet bizonyos ipari folyamatokhoz 1000 °C feletti hőmérsékleten szublimálják.
11. Kohászat
Bizonyos ötvözeteket szublimációs módszerekkel tisztítanak. Ez elválasztja az ötvözetet alkotó vegyületeket, és tisztított termékeket eredményez.
12- Kadmium
Egy másik vegyület, amely alacsony nyomáson szublimál. Ez különösen problematikus nagyvákuum alatt végzett munka esetén.
13- Grafit
Ezt az anyagot nagy vákuumon átvezetett nagyáramú elektromos árammal szublimálják. Ezt az eljárást alkalmazzák a transzmissziós elektronmikroszkópiában vezetőképes minták előállítására és nagyobb felbontás elérésére.
14- Arany
Az arany szublimációt olcsó érmek és aranyozott ékszerek készítésére használják. Pásztázó elektronmikroszkópos minták kezelésére is használják.
15- Kámfor
Bizonyos hőmérsékleten a kámfor szublimál, tisztításra vagy terápiás hatásokra használják.
16- Mentol
A mentol nagyon könnyen szublimál. Ha egy üveg tiszta mentolt nézünk, vékony mentoltűket láthatunk. Ezek lerakódás útján nőnek. Ez azt jelenti, hogy a szilárd mentol szublimál.
17- Antracén
Fehér, szilárd anyag, amely könnyen szublimál. Ezt a módszert általában tisztításra használják.
18-benzoesav
Ez egy könnyen szublimálható élelmiszer-adalékanyag a tisztításhoz (Crampton, 2017).
19-szalicilsav
Kenőcsként használják láz csillapítására, mivel könnyen szublimál. Ezt a módszert tisztításra is alkalmazzák (szerves vegyületek tisztítása, SF).
20. Kozmikus szublimáció
A szublimáció jelenségét nem csak naponta vagy laboratóriumban figyelhetjük meg. A csillagászok és az asztrofizikusok általában akkor találkoznak vele, amikor tekintetüket a csillagokra irányítják.
Példaként említhető a víz szublimációja az üstökösmagokból, az üstökös Naphoz való közeledése, valamint a Mars sarki jégsapkáinak szublimációja a marsi nyár alatt (Swinburne Műszaki Egyetem, SF).
Hivatkozások
- Anne Marie Helmenstine, P. (2016. június 20.). A szublimáció meghatározása (fázisátmenet a kémiában) A thoughtco.com oldalról származik.
- (SF). Szilárd-gáz fázisátmenet A boundless.com oldalról származik.
- Crampton, L. (2017. május 5.). A benzoesav, a nátrium-benzoát és a benzol egészségügyi hatásai A caloriebee.com oldalról származik.
- FÉMTINTÁK SZUBLIMÁCIÓJA ALUMÍNIUMON (SF). A blazing.com oldalról származik.
- Szerves vegyületek tisztítása . (SF). Az askitians.com oldalról származik.
- Szublimáció (kémia) (2. április 2008.). Letöltve a newworldencyclopedia.org oldalról.
- Swinburne Műszaki Egyetem (SF). Szublimáció . Letöltve az astronomy.swin.edu.au oldalról.
- Tucker, R.P. (1929). Megjegyzések a kén szublimációjáról 25°C és 50°C között. Vegyészmérnöki tudományok, 21 (1) , 44-47.
- VanBuren, J. (SF). Szublimációs példák a való életben . Az education.seattlepi.com oldalról származik.