Cheminė sublimacija yra fizikinis procesas, kurio metu kieta medžiaga tiesiogiai pereina į dujinę būseną, apeidama tarpinę skystąją būseną. Šis reiškinys atsiranda dėl specifinių slėgio ir temperatūros sąlygų, kurioms medžiaga yra veikiama. Šiame straipsnyje pateiksime 20 cheminės sublimacijos pavyzdžių ir jų charakteristikų, parodydami, koks dažnas ir svarbus šis procesas įvairiose chemijos srityse.
Supraskite sublimacijos procesą ir pamatykite, kaip ledas virsta garais.
Sublimacija yra cheminis procesas, kurio metu medžiaga tiesiogiai pereina iš kietos į dujinę būseną, apeidama tarpinę skystąją būseną. Šis reiškinys įvyksta, kai kietos medžiagos garų slėgis tampa didesnis nei atmosferos slėgis. Dažnas sublimacijos pavyzdys yra ledo virsmas vandens garais.
Kai ledas veikiamas aukštesnės nei nulis laipsnių Celsijaus temperatūros, jis pradeda sublimuotis, arba iš kietos būsenos tiesiogiai pereiti į dujinę būseną. Taip atsitinka todėl, kad vandens garų slėgis lede tampa didesnis nei atmosferos slėgis, todėl vandens molekulės gali ištrūkti iš ledo paviršiaus ir virsti garais.
Šiam sublimacijos procesui įtakos turi aplinkos temperatūra ir slėgis. Kuo aukštesnė temperatūra ir mažesnis slėgis, tuo greitesnė sublimacija. Priešingai, esant žemesnei temperatūrai ir aukštesniam slėgiui, sublimacija bus lėtesnė.
20 cheminės sublimacijos ir charakteristikų pavyzdžių
Sublimacija yra dažnas reiškinys įvairiose cheminėse medžiagose. Žemiau pateikiami 20 sublimacijos procese dalyvaujančių medžiagų pavyzdžių ir jų charakteristikos:
1. NaftalenasNaftalenas yra klasikinis sublimacijos pavyzdys, naudojamas kaip vabzdžius atbaidanti priemonė.
2. JodasJodas kambario temperatūroje lengvai sublimuojasi, sudarydamas violetinius kristalus.
3. Anglies dvideginisAnglies dioksidas, dar žinomas kaip sausasis ledas, sublimuoja žemesnėje nei -78,5 °C temperatūroje.
4. KamparasKamparas yra medžiaga, kuri sublimuojasi aukštesnėje nei 175 °C temperatūroje.
5. benzenkarboksirūgštisBenzoinė rūgštis sublimuojasi aukštesnėje nei 121 °C temperatūroje.
6. Acto rūgšties anhidridasSublimuojasi aukštesnėje nei 139 °C temperatūroje.
7. Oksalo rūgštisSublimuojasi aukštesnėje nei 365 °C temperatūroje.
8. ParadichlorbenzenasSublimuojasi aukštesnėje nei 53 °C temperatūroje.
9. Azoto oksidasSublimuojasi aukštesnėje nei -163,6 °C temperatūroje.
10. Skruzdžių rūgštisSublimuojasi aukštesnėje nei 100,8 °C temperatūroje.
11. Acto rūgštisSublimuojasi aukštesnėje nei 117,9 °C temperatūroje.
12. Sieros rūgštiesSublimuojasi aukštesnėje nei 337 °C temperatūroje.
13. Vario sulfatasSublimuojasi aukštesnėje nei 200 °C temperatūroje.
14. Citrinos rūgštisSublimuojasi aukštesnėje nei 153 °C temperatūroje.
15. Trichloracto rūgštisSublimuojasi aukštesnėje nei 61,6 °C temperatūroje.
16. Skruzdžių rūgštisSublimuojasi aukštesnėje nei 100,8 °C temperatūroje.
17. Acto rūgštisSublimuojasi aukštesnėje nei 117,9 °C temperatūroje.
18. Sieros rūgštiesSublimuojasi aukštesnėje nei 337 °C temperatūroje.
19. Vario sulfatasSublimuojasi aukštesnėje nei 200 °C temperatūroje.
20. Citrinos rūgštisSublimuojasi aukštesnėje nei 153 °C temperatūroje.
Tai tik keli sublimacijos procese dalyvaujančių medžiagų pavyzdžiai. Sublimacija yra įdomus ir svarbus chemijos reiškinys, turintis daugybę pritaikymų įvairiose srityse.
Pagrindinės sublimacijos charakteristikos: suprasti šį fizikinį reiškinį ir jo unikalias savybes.
Sublimacija yra fizikinis reiškinys, kai medžiaga tiesiogiai pereina iš kietos į dujinę būseną, apeidama skystąją būseną. Šis procesas vyksta dėl unikalių medžiagos molekulių savybių ir aplinkos sąlygų, tokių kaip slėgis ir temperatūra.
Viena iš pagrindinių sublimacijos savybių yra endotermija , t. y. šilumos absorbcija kietos būsenos virsmo metu. Dėl to medžiaga atvėsina aplinką ir netgi gali užšalti kitas netoliese esančias medžiagas.
Be to, sublimacija yra grįžtamasis procesas , o tai reiškia, kad medžiaga gali pasikeisti iš dujinės būsenos į kietą būseną neperžengdama skystos būsenos. Tai svarbus reiškinys keliose srityse, pavyzdžiui, farmacijos ir maisto pramonėse.
Dar viena įdomi sublimacijos savybė yra kristalų susidarymas dujų aušinimo metu. Šie kristalai gali turėti unikalią formą ir dydį, priklausomai nuo medžiagos ir sublimacijos sąlygų.
Norėdami geriau suprasti sublimaciją, pateiksime 20 medžiagų, kurios patiria šį cheminį procesą, pavyzdžių ir jų specifines savybes.
Supraskite cheminės sublimacijos procesą ir kaip jis veikia paprastai ir praktiškai.
Cheminė sublimacija yra procesas, kurio metu medžiaga tiesiogiai pereina iš kietos į dujinę būseną, neperžengdama skystos būsenos. Šis reiškinys įvyksta, kai kietos medžiagos garų slėgis yra didesnis nei atmosferos slėgis, todėl kietos medžiagos molekulės išgaruoja netirpdamos.
Kad geriau suprastumėte, įsivaizduokite ledo kubelį šaldiklyje. Jei paliksime ledą ilgą laiką, jis sublimuosis – tai yra, iš kietos būsenos tiesiogiai pereis į dujinę būseną, netirps. Taip atsitinka todėl, kad vandens garų slėgis lede yra didesnis nei atmosferos slėgis šaldiklio viduje.
Cheminės sublimacijos metu kietosios medžiagos molekulės įgyja pakankamai energijos, kad nutrauktų tarpmolekulines jėgas, kurios jas laiko kietoje būsenoje. Šios molekulės išsisklaido ore ir sudaro dujas. Kai dujos pasiekia vėsesnį paviršių, molekulės vėl kondensuojasi ir iš garų tiesiogiai sudaro kietą medžiagą.
20 cheminės sublimacijos ir charakteristikų pavyzdžių
1. Naftalenas: Naftalenas yra klasikinis sublimacijos proceso metu susidarančios medžiagos pavyzdys. Jis naudojamas kaip priemonė nuo kandžių ir, veikiamas oro, tiesiogiai sublimuojasi į dujinę būseną.
2. Jodas: Jodas yra dar viena medžiaga, kuri lengvai sublimuojasi. Veikiami oro, jodo kristalai tiesiogiai virsta dujine būsena netirpdami.
3. Benzoinė rūgštis: Benzoinė rūgštis yra balta kieta medžiaga, kuri sublimuojasi santykinai žemoje temperatūroje. Ji naudojama kaip konservantas maisto produktuose ir sublimuoja kaitinant.
4. Antracenas: antracenas yra aromatinis angliavandenilis, kuris sublimuojasi žemoje temperatūroje. Jis naudojamas dažiklių ir sprogmenų gamyboje.
5. Citrinų rūgštis: citrinų rūgštis yra kristalinė kieta medžiaga, kuri sublimuojasi aukštoje temperatūroje. Jos randama citrusiniuose vaisiuose ir naudojama kaip maisto rūgštiklis.
6. Mentolis: Mentolis yra medžiaga, kuri lengvai sublimuojasi kambario temperatūroje. Jo yra tokiuose augaluose kaip mėta ir jis naudojamas farmacijoje bei kosmetikoje.
7. Salicilo rūgštis: Salicilo rūgštis yra kristalinė kieta medžiaga, kuri sublimuojasi esant vidutinei temperatūrai. Ji naudojama spuogams ir kitoms odos ligoms gydyti.
8. Benzoinas: Benzoinas yra derva, kuri sublimuojasi aukštoje temperatūroje. Ji naudojama kvepalų ir smilkalų gamyboje.
9. NaCl: Natrio chloridas arba valgomoji druska aukštoje temperatūroje sublimuojasi. Ji naudojama maisto gaminime ir chemijos pramonėje.
10. Oksalo rūgštis: Oksalo rūgštis yra balta kieta medžiaga, kuri sublimuojasi esant vidutinei temperatūrai. Ji naudojama tekstilės pramonėje ir metalams valyti.
11. Fenolis: fenolis yra skystis, kuris sublimuojasi žemoje temperatūroje. Jis naudojamas plastikų ir dervų gamyboje.
12. Askorbo rūgštis: Askorbo rūgštis arba vitaminas C yra kieta medžiaga, kuri aukštoje temperatūroje sublimuoja. Jos yra citrusiniuose vaisiuose ir ji naudojama kaip vitaminų papildas.
13. Naftolis: Naftolis yra balta kieta medžiaga, kuri sublimuojasi vidutinėje temperatūroje. Jis naudojamas dažiklių gamyboje ir chemijos pramonėje.
14. Kamparas: Kamparas yra kieta medžiaga, kuri lengvai sublimuojasi kambario temperatūroje. Jis naudojamas vaistuose ir grožio produktuose.
15. Tereftalio rūgštis: Tereftalio rūgštis yra balta kieta medžiaga, kuri sublimuojasi aukštoje temperatūroje. Ji naudojama plastikų ir polimerų gamyboje.
16. Sacharozė: Sacharozė, arba įprastas cukrus, sublimuojasi aukštoje temperatūroje. Ji naudojama gaminant maistą ir saldainius.
17. Benzoinė rūgštis: Benzoinė rūgštis yra balta kieta medžiaga, kuri sublimuojasi vidutinėje temperatūroje. Ji naudojama kaip konservantas maiste ir kosmetikoje.
Atraskite 10 skirtingų gamtoje egzistuojančių materijos būsenų ir jų unikalių savybių.
Gamtoje egzistuoja 10 skirtingų materijos būsenų, kurių kiekviena turi unikalių savybių. Materijos būsenos yra kieta, skysta, dujinė, plazma, Bose-Einšteino kondensatas, fermioninis kondensatas, Rydbergo kondensatas, fotonų kondensatas, kvarkų-gliuonų medžiaga ir degeneravusi medžiaga.
Kietajai būsenai būdingos arti viena kitos esančios dalelės, turinčios apibrėžtą formą ir tūrį. Skystojoje būsenoje dalelės yra laisvesnės, apibrėžtos formos, bet kintamo tūrio. Dujinėje būsenoje dalelės yra plačiai atskirtos ir neturi nei formos, nei tūrio. Plazma yra itin karšta būsena, kurioje atomai praranda savo elektronus. Bose-Einšteino kondensatas susidaro esant temperatūrai, artimai absoliučiam nuliui, kai dalelės elgiasi kaip bangos. Fermioninis kondensatas susidaro iš fermionų žemoje temperatūroje.
Rydbergo kondensatas yra egzotinė būsena, susidaranti iš sužadintų atomų. Fotoninis kondensatas yra fotonais prisotintos šviesos būsena. Kvarkų-gliuonų materija yra hipotetinė būsena, kurioje kvarkai ir gliuonai yra nesurišti. Galiausiai, neutroninėse žvaigždėse randama išsigimusi materija, kuri yra itin tanki ir kompaktiška.
20 cheminės sublimacijos ir charakteristikų pavyzdžių
Cheminė sublimacija yra procesas, kurio metu medžiaga tiesiogiai pereina iš kietos į dujinę būseną, apeidama skystąją būseną. Šis reiškinys vyksta įvairiose situacijose, pavyzdžiui, naftalino rutulyje, jode, anglies diokside, citrinų rūgštyje, benzenkarboksirūgštyje ir kitose. Sublimacija yra endoterminis procesas, kurio metu iš aplinkos sugeriama šiluma.
Kai kurie cheminės sublimacijos pavyzdžiai: sauso ledo kristalų susidarymas, drabužių džiovinimas ant skalbinių virvės šaltomis dienomis, šaldytų maisto produktų konservavimas ir paviršių valymas kepimo soda ir kt. Sublimacija yra svarbus procesas keliose srityse, tokiose kaip chemijos pramonė, farmacijos gamyba ir maisto konservavimas.
20 cheminės sublimacijos ir charakteristikų pavyzdžių
Kai kurie cheminės sublimacijos pavyzdžiai yra procesai, kurių metu sublimuojasi vanduo, anglies dioksidas, jodas, arsenas arba siera.
Sublimacija yra tiesioginio virsmo iš kietos būsenos į dujinę būseną procesas, nepraeinant per skystąją fazę. Tai endoterminis fazinis virsmas, vykstantis esant žemesnei nei medžiagos trigubojo taško temperatūrai ir slėgiui – temperatūrai ir slėgiui, kuriame egzistuoja visos trys fazės (Sublimacija (chemija), 2008).
Esant tam tikrai temperatūrai, dauguma cheminių junginių ir elementų gali egzistuoti vienoje iš trijų skirtingų materijos būsenų esant skirtingam slėgiui. Tokiais atvejais perėjimui iš kietos į dujinę būseną reikalinga tarpinė skysta būsena.
Esant žemesnei nei trigubojo taško temperatūrai, slėgio sumažėjimas sukels tiesioginį fazinį virsmą iš kietos į dujinę būseną. Be to, esant žemesniam nei trigubojo taško slėgiui , temperatūros padidėjimas lems, kad kieta medžiaga virs dujine būsena, nepraeidama per skystąją sritį (Boundless, SF).
Kai kurioms medžiagoms, tokioms kaip anglis ir arsenas, sublimacija yra daug lengvesnė nei garavimas. Taip yra todėl, kad jų trigubojo taško slėgis yra labai didelis, todėl jas sunku gauti skysčių pavidalu.
Sublimacijos procesui reikia papildomos energijos; tai yra endoterminis pokytis. Sublimacijos entalpiją (sublimacijos šilumą) galima apskaičiuoti kaip lydymosi entalpijos ir garavimo entalpijos sumą.
Priešingas procesas, kurio metu dujos patiria fazės pokytį kietoje formoje, vadinamas nusodinimu arba desublimacija (Anne Marie Helmenstine, 2016).
20 sublimacijos pavyzdžių
1. Anglies dioksidas
Sausas ledas yra kietas anglies dioksidas. Kambario temperatūroje ir slėgyje jis sublimuojasi į anglies dioksido garus (2 pav.).
Jis gali būti naudojamas norint sukurti ypatingą rūkymo ar bauginimo efektą. Dėl santykinio saugumo sausasis ledas yra pageidaujama kieta medžiaga demonstracijose klasėje.
2 - Vanduo
Esant ypatingoms sąlygoms, užšalęs vanduo (ledas) gali iššokti iš skystosios fazės ir sublimuotis į orą. Sunku pamatyti, kaip sublimuojasi ledas, bet rezultatus galima pamatyti.
Pietiniame Everesto kalno paviršiuje yra puikios sąlygos sniego sublimacijai: žema temperatūra, intensyvi saulės šviesa, maža santykinė oro drėgmė ir sausi vėjai (VanBuren, SF).
3- Jodas
100 °C temperatūroje jodas sublimuoja kietą medžiagą į toksiškas violetines dujas. Tai naudojama teismo medicinoje pirštų atspaudams užfiksuoti.
4- Arsenas
615 °C temperatūroje arsenas sublimuoja. Tai kelia pavojų dėl elemento toksiškumo.
5- Siera
Šis junginys sublimuojasi 25–50 °C temperatūroje, sukeldamas toksiškas ir dusinančiai pavojingas dujas (Tucker, 1929).
6. Spausdinimo dažai
Sausos sublimacijos spausdintuvai naudoja sublimacijos procesą, kad spausdintų aukštos kokybės nuotraukas.
Procesas prasideda, kai yra specialių plėvelių, kuriose yra kietų pigmentų, kurie, kaitinami, sublimuojasi ir vėliau vėl užfiksuojami.
Vaizdus galima spausdinti ant poliesterinių marškinėlių, vazų arba aliuminio ar chromo lakštų (METALŲ DAŽŲ SUBLIMACIJA ANT ALIUMINIO, SF).
7. Kvapiosios medžiagos
Kietieji oro gaivikliai taip pat sublimuoja. Šie junginiai paprastai yra esteriai, įskaitant tuos, kurie randami tualeto dubenyje. Taip cheminės medžiagos išsiskiria tiesiai į orą, todėl jis kvepia gaiviai.
8- Naftalenas
Kandžių rutuliukai gaminami iš šio junginio, kuris sublimacijos būdu pašalina kandis.
9- Cinkas
Šis junginys linkęs sublimuotis esant žemam slėgiui.
10- Aliuminis
Šis metalas tam tikruose pramoniniuose procesuose sublimuojamas aukštesnėje nei 1000 °C temperatūroje.
11. Metalurgija
Kai kurie lydiniai yra išgryninami sublimacijos metodais. Taip atskiriami lydinį sudarantys junginiai, gaunant išgrynintus produktus.
12- Kadmis
Kitas junginys, kuris sublimuojasi esant žemam slėgiui. Tai ypač problemiška dirbant esant aukštam vakuumui.
13- Grafitas
Ši medžiaga sublimuojama leidžiant didelės srovės srovę per aukštą vakuumą. Ši procedūra naudojama transmisinėje elektroninėje mikroskopijoje, siekiant gauti laidžius mėginius ir pasiekti didesnę skiriamąją gebą.
14- Auksas
Aukso sublimacija naudojama nebrangiems medaliams ir auksu padengtiems papuošalams gaminti. Ji taip pat naudojama skenuojančios elektroninės mikroskopijos mėginių apdorojimui.
15- Kamparas
Tam tikroje temperatūroje kamparas sublimuojasi, naudojamas valymui arba terapiniam poveikiui.
16- Mentolis
Mentolis labai lengvai sublimuojasi. Pažvelgus į gryno mentolio buteliuką, galite pamatyti plonas mentolio adatėles. Jos auga nusėddamos. Tai reiškia, kad sublimuoja kietas mentolis.
17- Antracenas
Tai balta kieta medžiaga, kuri lengvai sublimuojasi. Šis metodas paprastai naudojamas valymui.
18-benzenkarboksirūgštis
Tai maisto priedas, kuris lengvai sublimuojamas valymui (Crampton, 2017).
19- salicilo rūgštis
Jis naudojamas kaip tepalas karščiavimui malšinti, nes lengvai sublimuojasi. Šis metodas taip pat naudojamas valymui (organinių junginių valymas, SF).
20. Kosminė sublimacija
Sublimacijos reiškinys stebimas ne tik kasdien ar laboratorijoje. Astronomai ir astrofizikai dažniausiai su juo susiduria, kai nukreipia žvilgsnį į žvaigždes.
Pavyzdžiai yra vandens sublimacija iš kometų branduolių, kometos artėjimas prie Saulės ir poliarinių ledo kepurių sublimacija Marse per Marso vasarą (Swinburne technologijos universitetas, San Franciskas).
Nuorodos
- Anne Marie Helmenstine, P. (2016 m. birželio 20 d.). Sublimacijos apibrėžimas (fazės perėjimas chemijoje) Gauta iš thinkco.com.
- (SF). Kietos ir dujų fazės perėjimas Gauta iš boundless.com.
- Crampton, L. (2017 m. gegužės 5 d.). Benzenkarboksirūgšties, natrio benzoato ir benzeno poveikis sveikatai Gauta iš caloriebee.com.
- METALINIŲ RAŠALŲ SUBLIMACIJA ANT ALIUMINIO . (SF). Gauta iš blazing.com.
- Organinių junginių valymas . (SF). Gauta iš askitians.com.
- Sublimacija (chemija) (2 m. balandžio 2008 d.). Gauta iš newworldencyclopedia.org.
- Swinburne technologijos universitetas (SF). Sublimacija Gauta iš astronomy.swin.edu.au.
- Tucker, R.P. (1929). Pastabos apie sieros sublimaciją 25–50 °C temperatūroje. Chem. Inž., 21 (1) , 44-47.
- VanBuren, J. (SF). Sublimacijos pavyzdžiai realiame gyvenime Gauta iš education.seattlepi.com.