Ķīmiskā sublimācija ir fizikāls process, kurā cieta viela tieši pāriet gāzveida stāvoklī, apejot starpposma šķidro stāvokli. Šī parādība rodas specifisko spiediena un temperatūras apstākļu dēļ, kuriem viela tiek pakļauta. Šajā rakstā mēs sniegsim 20 ķīmiskās sublimācijas piemērus un to raksturlielumus, parādot, cik izplatīts un svarīgs šis process ir dažādās ķīmijas jomās.
Izprotiet sublimācijas procesu un redziet, kā ledus pārvēršas tvaikā.
Sublimācija ir ķīmisks process, kurā viela tieši mainās no cietas vielas uz gāzveida stāvokli, apejot starpposma šķidro stāvokli. Šī parādība rodas, kad cietas vielas tvaika spiediens kļūst lielāks par atmosfēras spiedienu. Bieži sastopams sublimācijas piemērs ir ledus pārveidošanās ūdens tvaikos.
Kad ledus tiek pakļauts temperatūrai virs nulles grādiem pēc Celsija, tas sāk sublimēties jeb mainīties no cieta stāvokļa tieši gāzveida stāvoklī. Tas notiek tāpēc, ka ūdens tvaika spiediens ledū kļūst lielāks par atmosfēras spiedienu, ļaujot ūdens molekulām izkļūt no ledus virsmas un pārvērsties tvaikā.
Šo sublimācijas procesu ietekmē apkārtējās vides temperatūra un spiediens. Jo augstāka temperatūra un zemāks spiediens, jo ātrāka sublimācija. Turpretī zemākā temperatūrā un augstākā spiedienā sublimācija būs lēnāka.
20 ķīmiskās sublimācijas piemēri un raksturlielumi
Sublimācija ir izplatīta parādība dažādās ķīmiskās vielās. Zemāk ir 20 vielu piemēri, kas tiek pakļauti sublimācijas procesam, un to īpašības:
1. NaftalīnsNaftalīns ir klasisks sublimācijas piemērs, ko izmanto kā kukaiņu atbaidīšanas līdzekli.
2. JodsJods istabas temperatūrā viegli sublimējas, veidojot violetus kristālus.
3. Oglekļa dioksīdsOglekļa dioksīds, kas pazīstams arī kā sausais ledus, sublimējas temperatūrā zem -78,5 °C.
4. KamparsKampars ir viela, kas sublimējas temperatūrā virs 175°C.
5. benzoskābeBenzoskābe sublimējas temperatūrā virs 121°C.
6. Etiķskābes anhidrīdsSublimējas temperatūrā virs 139°C.
7. SkābeņskābeSublimējas temperatūrā virs 365°C.
8. ParadihlorbenzolsSublimējas temperatūrā virs 53°C.
9. Slāpekļa oksīdsSublimējas temperatūrā virs -163,6°C.
10. SkudrskābeSublimējas temperatūrā virs 100,8°C.
11. EtiķskābeSublimējas temperatūrā virs 117,9°C.
12. SērskābeSublimējas temperatūrā virs 337°C.
13. Vara sulfātsSublimējas temperatūrā virs 200°C.
14. CitronskābeSublimējas temperatūrā virs 153°C.
15. TrihloretiķskābeSublimējas temperatūrā virs 61,6°C.
16. SkudrskābeSublimējas temperatūrā virs 100,8°C.
17. EtiķskābeSublimējas temperatūrā virs 117,9°C.
18. SērskābeSublimējas temperatūrā virs 337°C.
19. Vara sulfātsSublimējas temperatūrā virs 200°C.
20. CitronskābeSublimējas temperatūrā virs 153°C.
Šie ir tikai daži piemēri vielām, kas tiek pakļautas sublimācijas procesam. Sublimācija ir interesanta un svarīga parādība ķīmijā ar daudziem pielietojumiem dažādās jomās.
Sublimācijas galvenās īpašības: izprast šo fizikālo parādību un tās unikālās īpašības.
Sublimācija ir fiziska parādība, kas rodas, kad viela tieši pāriet no cieta stāvokļa uz gāzveida stāvokli, apejot šķidro stāvokli. Šis process notiek vielas molekulu unikālo īpašību un vides apstākļu, piemēram, spiediena un temperatūras, dēļ.
Viena no sublimācijas galvenajām īpašībām ir endotermija , tas ir, siltuma absorbcija pārejā no cietas vielas uz gāzveida vielu. Tas izraisa vielas apkārtējās vides atdzišanu un var pat sasaldēt citus tuvumā esošus materiālus.
Turklāt sublimācija ir atgriezenisks process , kas nozīmē, ka viela var mainīties no gāzveida stāvokļa uz cietu stāvokli, neizejot cauri šķidrajam stāvoklim. Šī ir svarīga parādība vairākās jomās, piemēram, farmācijas un pārtikas rūpniecībā.
Vēl viena interesanta sublimācijas īpašība ir kristālu veidošanās gāzes atdzišanas laikā. Šiem kristāliem var būt unikāla forma un izmērs atkarībā no vielas un sublimācijas apstākļiem.
Lai labāk izprastu sublimāciju, mēs sniegsim 20 vielu piemērus, kas tiek pakļauti šim ķīmiskajam procesam, un to specifiskās īpašības.
Izprast ķīmiskās sublimācijas procesu un tā darbību vienkāršā un praktiskā veidā.
Ķīmiskā sublimācija ir process, kurā viela tieši mainās no cietas vielas uz gāzveida stāvokli, neizejot cauri šķidram stāvoklim. Šī parādība rodas, ja cietas vielas tvaika spiediens ir lielāks par atmosfēras spiedienu, izraisot cietās vielas molekulu iztvaikošanu, tām neizkustot.
Lai labāk izprastu, iedomājieties ledus kubiņu saldētavā. Ja mēs atstāsim ledu uz ilgu laiku, tas sublimēsies — tas ir, nepāries no cieta stāvokļa gāzveida stāvoklī, neizkusis. Tas notiek tāpēc, ka ūdens tvaika spiediens ledū ir lielāks nekā atmosfēras spiediens saldētavā.
Ķīmiskajā sublimācijā cietas vielas molekulas iegūst pietiekami daudz enerģijas, lai pārrautu starpmolekulāros spēkus, kas tās satur kopā cietā stāvoklī. Šīs molekulas izkliedējas gaisā, veidojot gāzi. Kad gāze sasniedz vēsāku virsmu, molekulas atkal kondensējas, veidojot cietu vielu tieši no tvaika.
20 ķīmiskās sublimācijas piemēri un raksturlielumi
1. Naftalīns: Naftalīns ir klasisks sublimācijas procesa vielas piemērs. To izmanto kā līdzekli pret kodēm, un, nonākot saskarē ar gaisu, tas tieši sublimējas gāzveida stāvoklī.
2. Jods: Jods ir vēl viena viela, kas viegli sublimējas. Saskaroties ar gaisu, joda kristāli tieši pārvēršas gāzveida stāvoklī, neizkusot.
3. Benzoskābe: Benzoskābe ir balta cieta viela, kas sublimējas relatīvi zemā temperatūrā. To izmanto kā konservantu pārtikas produktos, un tā sublimējas karsējot.
4. Antracēns: Antracēns ir aromātisks ogļūdeņradis, kas sublimējas zemā temperatūrā. To izmanto krāsvielu un sprāgstvielu ražošanā.
5. Citronskābe: Citronskābe ir kristāliska cietviela, kas augstā temperatūrā sublimējas. Tā ir atrodama citrusaugļos un tiek izmantota kā skābinātājs pārtikā.
6. Mentols: Mentols ir viela, kas istabas temperatūrā viegli sublimējas. Tas ir atrodams tādos augos kā piparmētra un tiek izmantots farmācijā un kosmētikā.
7. Salicilskābe: Salicilskābe ir kristāliska cietviela, kas sublimējas mērenā temperatūrā. To lieto aknes un citu ādas slimību ārstēšanai.
8. Benzoīns: Benzoīns ir sveķi, kas sublimējas augstā temperatūrā. To izmanto smaržu un vīraka ražošanā.
9. NaCl: Nātrija hlorīds jeb galda sāls augstā temperatūrā sublimējas. To izmanto kulinārijā un ķīmiskajā rūpniecībā.
10. Skābeņskābe: Skābeņskābe ir balta cieta viela, kas sublimējas mērenā temperatūrā. To izmanto tekstilrūpniecībā un metālu tīrīšanai.
11. Fenols: Fenols ir šķidrums, kas sublimējas zemā temperatūrā. To izmanto plastmasas un sveķu ražošanā.
12. Askorbīnskābe: Askorbīnskābe jeb C vitamīns ir cieta viela, kas augstā temperatūrā sublimējas. Tā ir atrodama citrusaugļos un tiek izmantota kā vitamīnu piedeva.
13. Naftols: Naftols ir balta cieta viela, kas sublimējas mērenā temperatūrā. To izmanto krāsvielu ražošanā un ķīmiskajā rūpniecībā.
14. Kampars: Kampars ir cieta viela, kas viegli sublimējas istabas temperatūrā. To izmanto medicīnā un skaistumkopšanas līdzekļos.
15. Tereftalskābe: Tereftalskābe ir balta cieta viela, kas augstā temperatūrā sublimējas. To izmanto plastmasas un polimēru ražošanā.
16. Saharoze: Saharoze jeb parastais cukurs augstā temperatūrā sublimējas. To izmanto ēdiena gatavošanā un konditorejas izstrādājumu ražošanā.
17. Benzoskābe: Benzoskābe ir balta cieta viela, kas sublimējas mērenā temperatūrā. To izmanto kā konservantu pārtikā un kosmētikā.
Atklājiet 10 dažādus dabā pastāvošos vielas agregātstāvokļus un to unikālās īpašības.
Dabā pastāv 10 dažādi vielas agregātstāvokļi, katram no tiem ir unikālas īpašības, kas tos atšķir. Vielas agregātstāvokļi ir ciets, šķidrs, gāzveida, plazmas, Bozes-Einšteina kondensāts, fermionu kondensāts, Ridberga kondensāts, fotonu kondensāts, kvarku-gluonu viela un deģenerēta viela.
Cietajam stāvoklim raksturīgas daļiņas, kas atrodas tuvu viena otrai un kurām ir noteikta forma un tilpums. Šķidrajam stāvoklim ir irdenākas daļiņas ar noteiktu formu, bet mainīgu tilpumu. Gāzveida stāvoklī daļiņas ir plaši atdalītas un tām nav ne formas, ne tilpuma. Plazma ir ārkārtīgi karsts stāvoklis, kurā atomi zaudē savus elektronus. Bozes-Einšteina kondensāts rodas temperatūrā, kas ir tuvu absolūtajai nullei, kad daļiņas uzvedas kā viļņi. Fermionu kondensātu veido fermioni zemā temperatūrā.
Ridberga kondensāts ir eksotisks stāvoklis, ko veido ierosināti atomi. Fotoniskais kondensāts ir fotoniem bagātas gaismas stāvoklis. Kvarku-gluonu matērija ir hipotētisks stāvoklis, kurā kvarki un gluoni nav saistīti. Visbeidzot, deģenerētā matērija ir atrodama neitronu zvaigznēs un ir ārkārtīgi blīva un kompakta.
20 ķīmiskās sublimācijas piemēri un raksturlielumi
Ķīmiskā sublimācija ir process, kurā viela tieši mainās no cietas vielas uz gāzveida stāvokli, apejot šķidro stāvokli. Šī parādība notiek dažādās situācijās, piemēram, naftalīna bumbiņās, jodā, oglekļa dioksīdā, citronskābē, benzoskābē un citās. Sublimācija ir endotermisks process, kurā notiek siltuma absorbēšana no apkārtējās vides.
Daži ķīmiskās sublimācijas piemēri ir sausā ledus kristālu veidošanās, drēbju žāvēšana uz veļas auklas aukstās dienās, saldētu pārtikas produktu konservēšana un virsmu tīrīšana ar cepamo sodu, cita starpā. Sublimācija ir svarīgs process vairākās jomās, piemēram, ķīmiskajā rūpniecībā, farmaceitiskajā ražošanā un pārtikas konservēšanā.
20 ķīmiskās sublimācijas piemēri un raksturlielumi
Daži ķīmiskās sublimācijas piemēri ir procesi, kuros sublimējas ūdens, oglekļa dioksīds, jods, arsēns vai sērs.
Sublimācija ir tiešas pārveidošanās process no cietā stāvokļa gāzveida stāvoklī, nešķērsojot šķidro fāzi. Tā ir endotermiska fāžu pāreja, kas notiek temperatūrā un spiedienā, kas ir zemāks par vielas trīskāršo punktu, temperatūru un spiedienu, kurā pastāv visas trīs fāzes (Sublimācija (ķīmija), 2008).
Noteiktā temperatūrā lielākā daļa ķīmisko savienojumu un elementu var pastāvēt vienā no trim atšķirīgiem vielas stāvokļiem dažādos spiedienos. Šādos gadījumos pārejai no cieta stāvokļa uz gāzveida stāvokli ir nepieciešams starpposma šķidrums.
Temperatūrā, kas ir zemāka par trīskāršo punktu, spiediena pazemināšanās izraisīs tiešu fāžu pāreju no cietas vielas uz gāzveida stāvokli. Turklāt spiedienā, kas ir zemāks par trīskāršo punktu , temperatūras paaugstināšanās novedīs pie tā, ka cieta viela pārvēršas gāzveida stāvoklī, nešķērsojot šķidruma apgabalu (Boundless, SF).
Dažām vielām, piemēram, ogleklim un arsēnam, sublimācija ir daudz vieglāka nekā iztvaikošana. Tas ir tāpēc, ka to trīskāršā punkta spiediens ir ļoti augsts, kas apgrūtina to iegūšanu šķidrā stāvoklī.
Sublimācijas process prasa papildu enerģiju; tā ir endotermiska pārmaiņa. Sublimācijas entalpiju (sublimācijas siltumu) var aprēķināt kā kušanas entalpijas un iztvaikošanas entalpijas summu.
Pretējs process, kurā gāze cietā stāvoklī piedzīvo fāzes maiņu, tiek saukts par nogulsnēšanos vai desublimāciju (Anne Marie Helmenstine, 2016).
20 sublimācijas piemēri
1. Oglekļa dioksīds
Sausais ledus ir ciets oglekļa dioksīds. Istabas temperatūrā un spiedienā tas sublimējas oglekļa dioksīda tvaikos (2. attēls).
To var izmantot, lai radītu īpašu dūmošanas vai biedēšanas efektu. Tā relatīvās drošības dēļ sausais ledus ir vēlamākā cietā viela klases demonstrācijās.
2. Ūdens
Īpašos apstākļos sasalušais ūdens (ledus) var izlēkt no šķidrās fāzes un sublimēties gaisā. Ledus sublimāciju ir grūti redzēt, bet rezultātus var redzēt.
Everesta dienvidu virsmā ir ideāli apstākļi sniega sublimācijai: zema temperatūra, intensīva saules gaisma, zems relatīvais mitrums un sauss vējš (VanBuren, SF).
3- Jods
Jods 100 °C temperatūrā sublimē cietu vielu toksiskā violetā gāzē. To izmanto kriminālistikā pirkstu nospiedumu iegūšanai.
4. Arsēns
615 °C temperatūrā arsēns sublimējas. Tas rada briesmas, ņemot vērā elementa toksicitāti.
5 - Sērs
Šis savienojums sublimējas 25–50 °C temperatūrā, radot toksiskas un smacējošas gāzes (Tucker, 1929).
6. Drukas tintes
Sausās sublimācijas printeri izmanto sublimācijas procesu, lai drukātu fotoattēlus ar augstu kvalitāti.
Process sākas, kad ir īpašas plēves, kas satur cietus pigmentus, kuri, karsējot, sublimējas un pēc tam atgūstas.
Attēlus var drukāt uz poliestera krekliem, vāzēm vai alumīnija vai hroma loksnēm (METĀLA KRĀSAS SUBLIMĀCIJA UZ ALUMĪNIJA, SF).
7. Aromatizētāji
Arī cietie gaisa atsvaidzinātāji sublimējas. Šie savienojumi parasti ir esteri, tostarp tie, kas atrodami tualetes podā. Tādā veidā ķīmiskās vielas tiek izdalītas tieši gaisā, radot tam svaigu smaržu.
8- Naftalīns
Kožu bumbiņas tiek gatavotas ar šo savienojumu, kas sublimācijas ceļā iznīcina kodes.
9- Cinks
Šis savienojums mēdz sublimēties zemā spiedienā.
10. Alumīnijs
Šis metāls tiek sublimēts temperatūrā virs 1000 ° C noteiktos rūpnieciskos procesos.
11. Metalurģija
Daži sakausējumi tiek attīrīti ar sublimācijas metodēm. Tas atdala sakausējumu veidojošos savienojumus, iegūstot attīrītus produktus.
12. Kadmijs
Vēl viens savienojums, kas sublimējas zemā spiedienā. Tas ir īpaši problemātiski situācijās, kad strādājat augstā vakuumā.
13 - Grafīts
Šis materiāls tiek sublimēts, laižot cauri augstam vakuumam lielas strāvas elektrisko strāvu. Šo procedūru izmanto transmisijas elektronu mikroskopijā, lai iegūtu vadošus paraugus un sasniegtu augstāku izšķirtspēju.
14. Zelts
Zelta sublimāciju izmanto, lai izgatavotu lētas medaļas un apzeltītas rotaslietas. To izmanto arī skenējošās elektronmikroskopijas paraugu apstrādei.
15. Kampars
Noteiktā temperatūrā kampars sublimējas, to izmanto attīrīšanai vai terapeitiskai iedarbībai.
16- Mentols
Mentols ļoti viegli sublimējas. Aplūkojot tīra mentola pudeli, var redzēt plānas mentola adatiņas. Tās aug, nogulsnējoties. Tas nozīmē, ka ciets mentols sublimējas.
17. Antracēns
Tā ir balta cieta viela, kas viegli sublimējas. Šo metodi parasti izmanto attīrīšanai.
18-benzoskābe
Tā ir pārtikas piedeva, ko var viegli sublimēt attīrīšanai (Crampton, 2017).
19- salicilskābe
To lieto kā ziedi drudža mazināšanai, jo tā viegli sublimējas. Šo metodi izmanto arī attīrīšanai (organisko savienojumu attīrīšana, SF).
20. Kosmiskā sublimācija
Sublimācijas fenomens netiek novērots tikai ikdienā vai laboratorijā. Astronomi un astrofiziķi ar to mēdz saskarties, pievēršot skatienu zvaigznēm.
Piemēri ir ūdens sublimācija no komētu kodoliem, komētas tuvošanās Saulei un polāro ledus cepuru sublimācija uz Marsa Marsa vasaras laikā (Svinbērnas Tehnoloģiju universitāte, Sanfrancisko).
Atsauces
- Anne Marie Helmenstine, P. (2016. gada 20. jūnijs). Sublimācijas definīcija (fāzes pāreja ķīmijā) Iegūts no thinkco.com.
- (SF). Cietās fāzes pāreja uz gāzveida fāzi Iegūts no boundless.com.
- Crampton, L. (2017. gada 5. maijs). Benzoskābes, nātrija benzoāta un benzola ietekme uz veselību Iegūts no caloriebee.com.
- METĀLA TINŠU SUBLIMĀCIJA UZ ALUMĪNIJA . (SF). Iegūts no blazing.com.
- Organisko savienojumu attīrīšana . (SF). Iegūts no askitians.com.
- Sublimācija (ķīmija) (2. gada 2008. aprīlis). Iegūts no newworldencyclopedia.org.
- Svinbērnas Tehnoloģiju universitāte (SF). Sublimācija Iegūts no astronomy.swin.edu.au.
- Tucker, R.P. (1929). Piezīmes par sēra sublimāciju 25° līdz 50°C temperatūrā. Ķīmijas inženierzinātnes, 21 (1) , 44-47.
- VanBuren, J. (SF). Sublimācijas piemēri reālajā dzīvē Iegūts no education.seattlepi.com.