Chemická sublimácia je fyzikálny proces, pri ktorom sa pevná látka priamo mení do plynného stavu, čím obchádza prechodné kvapalné skupenstvo. Tento jav nastáva v dôsledku špecifických tlakových a teplotných podmienok, ktorým je látka vystavená. V tomto článku predstavíme 20 príkladov chemickej sublimácie a ich charakteristiky, ktoré demonštrujú, aký bežný a dôležitý je tento proces v rôznych oblastiach chémie.
Pochopte proces sublimácie a pozrite sa, ako sa ľad premieňa na paru.
Sublimácia je chemický proces, pri ktorom sa látka priamo mení z pevného do plynného skupenstva, pričom obchádza prechodné kvapalné skupenstvo. Tento jav nastáva, keď tlak pary pevnej látky stúpne nad atmosférický tlak. Bežným príkladom sublimácie je premena ľadu na vodnú paru.
Keď je ľad vystavený teplotám nad nula stupňov Celzia, začne sublimovať, čiže prechádzať z pevného skupenstva priamo do plynného. Deje sa to preto, lebo tlak vodnej pary v ľade je vyšší ako atmosférický tlak, čo umožňuje molekulám vody uniknúť z povrchu ľadu a premeniť sa na paru.
Tento proces sublimácie je ovplyvnený okolitou teplotou a tlakom. Čím vyššia je teplota a nižší tlak, tým rýchlejšia je sublimácia. Naopak, pri nižších teplotách a vyššom tlaku bude sublimácia pomalšia.
20 príkladov chemickej sublimácie a charakteristík
Sublimácia je bežný jav v rôznych chemických látkach. Nižšie je uvedených 20 príkladov látok, ktoré podliehajú procesu sublimácie, a ich vlastnosti:
1. naftalénNaftalén je klasickým príkladom sublimácie, používanej ako repelent proti hmyzu.
2. JódJód ľahko sublimuje pri izbovej teplote za vzniku fialových kryštálov.
3. Oxid uhličitýOxid uhličitý, známy aj ako suchý ľad, sublimuje pri teplotách pod -78,5 °C.
4. GáforGáfor je látka, ktorá sublimuje pri teplotách nad 175 °C.
5. kyselina benzoováKyselina benzoová sublimuje pri teplotách nad 121 °C.
6. Anhydrid kyseliny octovejSublimuje pri teplotách nad 139 °C.
7. Kyselina šťaveľováSublimuje pri teplotách nad 365 °C.
8. ParadichlórbenzénSublimuje pri teplotách nad 53 °C.
9. Oxid dusnatýSublimuje pri teplotách nad -163,6 °C.
10. Kyselina mravčiaSublimuje pri teplotách nad 100,8 °C.
11. Octová kyselinaSublimuje pri teplotách nad 117,9 °C.
12. Kyselina sírováSublimuje pri teplotách nad 337 °C.
13. Síran meďnatýSublimuje pri teplotách nad 200 °C.
14. Kyselina citrónováSublimuje pri teplotách nad 153 °C.
15. Kyselina trichlóroctováSublimuje pri teplotách nad 61,6 °C.
16. Kyselina mravčiaSublimuje pri teplotách nad 100,8 °C.
17. Octová kyselinaSublimuje pri teplotách nad 117,9 °C.
18. Kyselina sírováSublimuje pri teplotách nad 337 °C.
19. Síran meďnatýSublimuje pri teplotách nad 200 °C.
20. Kyselina citrónováSublimuje pri teplotách nad 153 °C.
Toto je len niekoľko príkladov látok, ktoré podliehajú procesu sublimácie. Sublimácia je zaujímavý a dôležitý jav v chémii s mnohými aplikáciami v rôznych oblastiach.
Hlavné charakteristiky sublimácie: pochopiť tento fyzikálny jav a jeho jedinečné vlastnosti.
Sublimácia je fyzikálny jav, ku ktorému dochádza, keď sa látka priamo mení z pevného do plynného stavu, čím obchádza kvapalný stav. Tento proces prebieha v dôsledku jedinečných vlastností molekúl látky a podmienok prostredia, ako je tlak a teplota.
Jednou z hlavných charakteristík sublimácie je endotermia , teda absorpcia tepla počas premeny z pevného stavu na plyn. To spôsobuje, že látka ochladzuje svoje okolie a môže dokonca zmraziť iné blízke materiály.
Sublimácia je navyše reverzibilný proces , čo znamená, že látka sa môže zmeniť z plynného stavu na pevný bez toho, aby prešla do kvapalného stavu. Toto je dôležitý jav v niekoľkých oblastiach, ako je farmaceutický a potravinársky priemysel.
Ďalšou zaujímavou charakteristikou sublimácie je tvorba kryštálov počas chladnutia plynu. Tieto kryštály môžu mať jedinečné tvary a veľkosti v závislosti od látky a podmienok sublimácie.
Pre lepšie pochopenie sublimácie si predstavíme 20 príkladov látok, ktoré prechádzajú týmto chemickým procesom, a ich špecifické vlastnosti.
Pochopte proces chemickej sublimácie a ako funguje jednoduchým a praktickým spôsobom.
Chemická sublimácia je proces, pri ktorom látka priamo prechádza z pevného do plynného stavu bez prechodu cez kvapalný stav. Tento jav nastáva, keď je tlak pár pevnej látky vyšší ako atmosférický tlak, čo spôsobuje, že molekuly pevnej látky sa odparujú bez toho, aby sa roztopili.
Pre lepšie pochopenie si predstavte kocku ľadu v mrazničke. Ak ľad necháme dlhší čas, sublimuje – to znamená, že prejde priamo z pevného do plynného stavu bez toho, aby sa roztopil. Deje sa to preto, lebo tlak vodnej pary v ľade je vyšší ako atmosférický tlak vo vnútri mrazničky.
Pri chemickej sublimácii molekuly pevnej látky získajú dostatok energie na prerušenie medzimolekulových síl, ktoré ich držia pohromade v pevnom stave. Tieto molekuly sa rozptýlia do vzduchu a tvoria plyn. Keď plyn dosiahne chladnejší povrch, molekuly opäť kondenzujú a priamo z pary tvoria pevnú látku.
20 príkladov chemickej sublimácie a charakteristík
1. Naftalén: Naftalén je klasickým príkladom látky, ktorá podlieha procesu sublimácie. Používa sa ako repelent proti molom a po vystavení vzduchu sublimuje priamo do plynného stavu.
2. Jód: Jód je ďalšia látka, ktorá ľahko sublimuje. Keď sú kryštály jódu vystavené vzduchu, prechádzajú priamo do plynného stavu bez toho, aby sa roztopili.
3. Kyselina benzoová: Kyselina benzoová je biela tuhá látka, ktorá sublimuje pri relatívne nízkych teplotách. Používa sa ako konzervačná látka v potravinách a sublimuje pri zahrievaní.
4. Antracén: Antracén je aromatický uhľovodík, ktorý sublimuje pri nízkych teplotách. Používa sa pri výrobe farbív a výbušnín.
5. Kyselina citrónová: Kyselina citrónová je kryštalická tuhá látka, ktorá sublimuje pri vysokých teplotách. Nachádza sa v citrusových plodoch a používa sa ako okysľovadlo v potravinách.
6. Mentol: Mentol je látka, ktorá ľahko sublimuje pri izbovej teplote. Nachádza sa v rastlinách, ako je mäta, a používa sa vo farmaceutických a kozmetických výrobkoch.
7. Kyselina salicylová: Kyselina salicylová je kryštalická tuhá látka, ktorá sublimuje pri miernych teplotách. Používa sa na liečbu akné a iných kožných ochorení.
8. Benzoín: Benzoín je živica, ktorá sublimuje pri vysokých teplotách. Používa sa pri výrobe parfumov a kadidla.
9. NaCl: Chlorid sodný alebo kuchynská soľ sublimuje pri vysokých teplotách. Používa sa vo varení a v chemickom priemysle.
10. Kyselina šťaveľová: Kyselina šťaveľová je biela tuhá látka, ktorá sublimuje pri miernych teplotách. Používa sa v textilnom priemysle a na čistenie kovov.
11. Fenol: Fenol je kvapalina, ktorá sublimuje pri nízkych teplotách. Používa sa pri výrobe plastov a živíc.
12. Kyselina askorbová: Kyselina askorbová alebo vitamín C je tuhá látka, ktorá sublimuje pri vysokých teplotách. Nachádza sa v citrusových plodoch a používa sa ako vitamínový doplnok.
13. Naftol: Naftol je biela tuhá látka, ktorá sublimuje pri miernych teplotách. Používa sa pri výrobe farbív a v chemickom priemysle.
14. Gáfor: Gáfor je tuhá látka, ktorá ľahko sublimuje pri izbovej teplote. Používa sa v liekoch a kozmetických výrobkoch.
15. Kyselina tereftalová: Kyselina tereftalová je biela tuhá látka, ktorá sublimuje pri vysokých teplotách. Používa sa pri výrobe plastov a polymérov.
16. Sacharóza: Sacharóza alebo bežný cukor sublimuje pri vysokých teplotách. Používa sa pri varení a výrobe cukríkov.
17. Kyselina benzoová: Kyselina benzoová je biela tuhá látka, ktorá sublimuje pri miernych teplotách. Používa sa ako konzervačná látka v potravinách a kozmetike.
Objavte 10 rôznych skupenstiev hmoty, ktoré existujú v prírode, a ich jedinečné vlastnosti.
V prírode existuje 10 rôznych skupenstiev hmoty, pričom každé z nich má jedinečné charakteristiky, ktoré ho odlišujú. Skupenstvá hmoty sú pevné, kvapalné, plynné, plazmové, Bose-Einsteinov kondenzát, fermionický kondenzát, Rydbergov kondenzát, fotónový kondenzát, kvark-gluónová hmota a degenerovaná hmota.
Pevné skupenstvo sa vyznačuje časticami, ktoré sú blízko seba a majú definovaný tvar a objem. Kvapalné skupenstvo má voľnejšie častice s definovaným tvarom, ale premenlivým objemom. V plynnom skupenstve sú častice široko oddelené a nemajú ani tvar, ani objem. Plazma je extrémne horúci stav, v ktorom atómy strácajú svoje elektróny. Bose-Einsteinov kondenzát sa vyskytuje pri teplotách blízkych absolútnej nule, keď sa častice správajú ako vlny. Fermionický kondenzát vzniká z fermiónov pri nízkych teplotách.
Rydbergov kondenzát je exotický stav tvorený excitovanými atómami. Fotonický kondenzát je stav svetla bohatého na fotóny. Kvark-gluónová hmota je hypotetický stav, v ktorom sú kvarky a gluóny neviazané. Nakoniec, degenerovaná hmota sa nachádza v neutrónových hviezdach a je extrémne hustá a kompaktná.
20 príkladov chemickej sublimácie a charakteristík
Chemická sublimácia je proces, pri ktorom sa látka priamo mení z pevného do plynného stavu, čím obchádza kvapalný stav. Tento jav sa vyskytuje v rôznych situáciách, ako sú naftalín, jód, oxid uhličitý, kyselina citrónová, kyselina benzoová a iné. Sublimácia je endotermický proces, pri ktorom dochádza k absorpcii tepla z prostredia.
Medzi príklady chemickej sublimácie patrí okrem iného tvorba kryštálov suchého ľadu, sušenie oblečenia na šnúre na bielizeň v chladných dňoch, konzervovanie mrazených potravín a čistenie povrchov sódou bikarbónou. Sublimácia je dôležitý proces v niekoľkých oblastiach, ako je chemický priemysel, farmaceutická výroba a konzervácia potravín.
20 príkladov chemickej sublimácie a charakteristík
Niektoré príklady chemickej sublimácie sú procesy, pri ktorých sublimuje voda, oxid uhličitý, jód, arzén alebo síra.
Sublimácia je proces priamej premeny z pevného do plynného stavu bez prechodu kvapalnou fázou. Ide o endotermický fázový prechod, ku ktorému dochádza pri teplotách a tlakoch pod trojným bodom látky, čo je teplota a tlak, pri ktorých tieto tri fázy koexistujú (Sublimácia (chémia), 2008).
Pri danej teplote môže väčšina chemických zlúčenín a prvkov existovať v jednom z troch rôznych skupenstiev hmoty pri rôznych tlakoch. V týchto prípadoch prechod z pevného do plynného stavu vyžaduje prechodné kvapalné skupenstvo.
Pri teplotách pod trojným bodom povedie zníženie tlaku k fázovému prechodu priamo z pevnej látky do plynnej fázy. Okrem toho, pri tlakoch pod trojným bodom povedie zvýšenie teploty k tomu, že sa pevná látka zmení na plynnú fázu bez prechodu kvapalnou oblasťou (bezhraničné, SF).
Pre niektoré látky, ako je uhlík a arzén, je sublimácia oveľa jednoduchšia ako odparovanie. Je to preto, že tlak ich trojného bodu je veľmi vysoký, čo sťažuje ich získanie v kvapalnom stave.
Proces sublimácie vyžaduje dodatočnú energiu; ide o endotermickú zmenu. Entalpia sublimácie (sublimačné teplo) sa dá vypočítať ako súčet entalpie topenia a entalpie odparovania.
Opačný proces, pri ktorom plyn prechádza fázovou zmenou v pevnom stave, sa nazýva depozícia alebo desublimácia (Anne Marie Helmenstine, 2016).
20 príkladov sublimácie
1. Oxid uhličitý
Suchý ľad je pevný oxid uhličitý. Pri izbovej teplote a tlaku sublimuje na pary oxidu uhličitého (obrázok 2).
Môže sa použiť na vytvorenie špeciálneho dymového alebo strašidelného efektu. Vzhľadom na svoju relatívnu bezpečnosť je suchý ľad preferovanou pevnou látkou pri ukážkach v triede.
2. Voda
Za špeciálnych podmienok môže zamrznutá voda (ľad) vyskočiť z kvapalnej fázy a sublimovať do vzduchu. Je ťažké vidieť sublimáciu ľadu, ale výsledky môžete vidieť.
Južný povrch Mount Everestu má ideálne podmienky pre sublimáciu snehu: nízke teploty, intenzívne slnečné svetlo, nízku relatívnu vlhkosť a suchý vietor (VanBuren, SF).
3- Jód
Jód pri teplote 100 °C sublimuje tuhú látku na toxický fialový plyn. Toto sa používa vo forenznej vede na zachytávanie odtlačkov prstov.
4. Arzén
Pri teplote 615 °C arzén sublimuje. To predstavuje nebezpečenstvo vzhľadom na toxicitu tohto prvku.
5- Síra
Táto zlúčenina sublimuje medzi 25 a 50 °C, pričom uvoľňuje toxické a dusivé plyny (Tucker, 1929).
6- Tlačiarenské farby
Sublimačné tlačiarne používajú sublimačný proces na tlač obrázkov fotografickej kvality.
Proces začína, keď existujú špeciálne filmy obsahujúce pevné pigmenty, ktoré sa po zahriatí sublimujú a následne znovu zachytávajú.
Obrázky je možné tlačiť na polyesterové košele, vázy alebo hliníkové či chrómové plechy (SUBLIMACIA KOVOVÝCH FARBIEV NA HLINÍK, SF).
7- Arómy
Tuhé osviežovače vzduchu tiež sublimujú. Tieto zlúčeniny sú zvyčajne estery, vrátane tých, ktoré sa nachádzajú v toaletnej mise. Takto sa chemikálie uvoľňujú priamo do vzduchu, vďaka čomu vonia sviežo.
8- Naftalén
Guľôčky proti molám sa vyrábajú z tejto zmesi, ktorá sublimáciou odstraňuje mole.
9- Zinok
Táto zlúčenina má tendenciu sublimovať pri nízkom tlaku.
10- Hliník
Tento kov sa v určitých priemyselných procesoch sublimuje pri teplotách nad 1000 °C.
11- Metalurgia
Niektoré zliatiny sa čistia sublimačnými metódami. Tým sa oddelia zlúčeniny, ktoré tvoria zliatinu, čoho výsledkom sú vyčistené produkty.
12- Kadmium
Ďalšia zlúčenina, ktorá sublimuje pri nízkom tlaku. To je obzvlášť problematické v situáciách, keď pracujete vo vysokom vákuu.
13- Grafit
Tento materiál sa sublimuje prechodom elektrického prúdu s vysokou intenzitou prúdu cez vysoké vákuum. Tento postup sa používa v transmisnej elektrónovej mikroskopii na výrobu vodivých vzoriek a dosiahnutie vyššieho rozlíšenia.
14. Zlato
Sublimácia zlata sa používa na výrobu lacných medailí a pozlátených šperkov. Používa sa aj na úpravu vzoriek získaných skenovacou elektrónovou mikroskopiou.
15- Gáfor
Pri určitej teplote gáfor sublimuje, používa sa na čistenie alebo terapeutické účinky.
16- Mentol
Mentol veľmi ľahko sublimuje. Keď sa pozriete na fľaštičku čistého mentolu, môžete vidieť tenké ihličky mentolu. Tie rastú usadzovaním. To znamená, že tuhý mentol sublimuje.
17- Antracén
Je to biela tuhá látka, ktorá ľahko sublimuje. Táto metóda sa všeobecne používa na čistenie.
kyselina 18-benzoová
Je to potravinárska prísada, ktorá sa ľahko sublimuje na účely čistenia (Crampton, 2017).
19- kyselina salicylová
Používa sa ako masť na zmiernenie horúčky, pretože ľahko sublimuje. Táto metóda sa používa aj na čistenie (čistenie organických zlúčenín, SF).
20. Kozmická sublimácia
Fenomén sublimácie sa nepozoruje len denne alebo v laboratóriu. Astronómovia a astrofyzici sa s ním zvyčajne stretávajú, keď upriamujú svoj pohľad na hviezdy.
Príkladmi sú sublimácia vody z jadier komét, priblíženie kométy k Slnku a sublimácia polárnych ľadových čiapočiek na Marse počas marťanského leta (Swinburne University of Technology, SF).
Referencie
- Anne Marie Helmenstine, P. (2016. júna 20). Definícia sublimácie (fázový prechod v chémii) Zdroj: thoughtco.com.
- (SF). Prechod z pevnej do plynnej fázy Zdroj: boundless.com.
- Crampton, L. (2017. mája 5). Zdravotné účinky kyseliny benzoovej, benzoátu sodného a benzénu Zdroj: caloriebee.com.
- SUBLIMAČNÁ POTLAČ KOVOVÝCH ATRAMENTOV NA HLINÍK . (SF). Zdroj: blazing.com.
- Čistenie organických zlúčenín . (SF). Zdroj: askitians.com.
- Sublimácia (chémia) . (2. apríla 2008). Zdroj: newworldencyclopedia.org.
- Technická univerzita Swinburne (SF). Sublimácia Zdroj: astronomy.swin.edu.au.
- Tucker, R.P. (1929). Poznámky k sublimácii síry medzi 25 °C a 50 °C. Chemické inžinierstvo, 21 (1) , 44-47.
- VanBuren, J. (SF). Príklady sublimácie v reálnom živote Zdroj: education.seattlepi.com.