Kemična sublimacija je fizikalni proces, pri katerem trdna snov neposredno preide v plinasto stanje, mimo vmesnega tekočega stanja. Ta pojav nastane zaradi specifičnih tlačnih in temperaturnih pogojev, ki jim je snov izpostavljena. V tem članku bomo predstavili 20 primerov kemične sublimacije in njihove značilnosti, ki prikazujejo, kako pogost in pomemben je ta proces na različnih področjih kemije.
Razumeti proces sublimacije in videti, kako se led pretvori v paro.
Sublimacija je kemijski proces, pri katerem snov neposredno prehaja iz trdnega v plinasto stanje, pri čemer zaobide vmesno tekoče stanje. Ta pojav se pojavi, ko parni tlak trdne snovi postane večji od atmosferskega tlaka. Pogost primer sublimacije je pretvorba ledu v vodno paro.
Ko je led izpostavljen temperaturam nad nič stopinj Celzija, začne sublimirati oziroma prehajati iz trdnega stanja neposredno v plinasto. To se zgodi, ker tlak vodne pare v ledu postane večji od atmosferskega tlaka, kar omogoča molekulam vode, da uidejo s površine ledu in se pretvorijo v paro.
Na ta proces sublimacije vplivata temperatura okolice in tlak. Višja kot je temperatura in nižji tlak, hitrejša je sublimacija. Nasprotno pa bo pri nižjih temperaturah in višjem tlaku sublimacija počasnejša.
20 primerov kemične sublimacije in značilnosti
Sublimacija je pogost pojav pri različnih kemičnih snoveh. Spodaj je 20 primerov snovi, ki so podvržene procesu sublimacije, in njihove značilnosti:
1. naftalinNaftalen je klasičen primer sublimacije, ki se uporablja kot repelent proti žuželkam.
2. JodJod pri sobni temperaturi zlahka sublimira in tvori vijolične kristale.
3. Ogljikov dioksidOgljikov dioksid, znan tudi kot suhi led, sublimira pri temperaturah pod -78,5 °C.
4. KafraKafra je snov, ki sublimira pri temperaturah nad 175 °C.
5. benzojska kislinaBenzojska kislina sublimira pri temperaturah nad 121 °C.
6. Anhidrid ocetne kislineSublimira pri temperaturah nad 139 °C.
7. Oksalna kislinaSublimira pri temperaturah nad 365 °C.
8. ParadiklorobenzenSublimira pri temperaturah nad 53 °C.
9. Dušikov oksidSublimira pri temperaturah nad -163,6 °C.
10. Mravljinčna kislinaSublimira pri temperaturah nad 100,8 °C.
11. Ocetna kislinaSublimira pri temperaturah nad 117,9 °C.
12. Žveplova kislinaSublimira pri temperaturah nad 337 °C.
13. Bakrov sulfatSublimira pri temperaturah nad 200 °C.
14. Citronska kislinaSublimira pri temperaturah nad 153 °C.
15. Trikloroocetna kislinaSublimira pri temperaturah nad 61,6 °C.
16. Mravljinčna kislinaSublimira pri temperaturah nad 100,8 °C.
17. Ocetna kislinaSublimira pri temperaturah nad 117,9 °C.
18. Žveplova kislinaSublimira pri temperaturah nad 337 °C.
19. Bakrov sulfatSublimira pri temperaturah nad 200 °C.
20. Citronska kislinaSublimira pri temperaturah nad 153 °C.
To je le nekaj primerov snovi, ki so podvržene procesu sublimacije. Sublimacija je zanimiv in pomemben pojav v kemiji, s številnimi aplikacijami na različnih področjih.
Glavne značilnosti sublimacije: razumevanje tega fizikalnega pojava in njegovih edinstvenih lastnosti.
Sublimacija je fizikalni pojav, ki se pojavi, ko snov neposredno preide iz trdnega v plinasto stanje, mimo tekočega. Ta proces se pojavi zaradi edinstvenih značilnosti molekul snovi in okoljskih pogojev, kot sta tlak in temperatura.
Ena glavnih značilnosti sublimacije je endotermija , to je absorpcija toplote med prehodom iz trdnega v plinasto stanje. Zaradi tega snov ohladi svojo okolico in lahko celo zamrzne druge bližnje materiale.
Poleg tega je sublimacija reverzibilen proces , kar pomeni, da se snov lahko spremeni iz plinastega v trdno stanje, ne da bi prešla skozi tekoče stanje. To je pomemben pojav na več področjih, kot sta farmacevtska in živilska industrija.
Druga zanimiva značilnost sublimacije je nastanek kristalov med ohlajanjem plina. Ti kristali imajo lahko edinstvene oblike in velikosti, odvisno od snovi in pogojev sublimacije.
Za boljše razumevanje sublimacije bomo predstavili 20 primerov snovi, ki so podvržene temu kemijskemu procesu, in njihove specifične značilnosti.
Razumeti postopek kemične sublimacije in kako deluje na preprost in praktičen način.
Kemična sublimacija je postopek, pri katerem snov neposredno prehaja iz trdnega v plinasto stanje, ne da bi prešla skozi tekoče stanje. Ta pojav se pojavi, ko je parni tlak trdne snovi večji od atmosferskega tlaka, zaradi česar molekule trdne snovi uparjajo, ne da bi se stalile.
Za boljše razumevanje si predstavljajte ledeno kocko v zamrzovalniku. Če led pustimo dlje časa, bo sublimiral – torej bo prešel neposredno iz trdnega v plinasto stanje, ne da bi se stalil. To se zgodi, ker je tlak vodne pare v ledu večji od atmosferskega tlaka v zamrzovalniku.
Pri kemični sublimaciji molekule trdne snovi pridobijo dovolj energije, da prekinejo medmolekulske sile, ki jih držijo skupaj v trdnem stanju. Te molekule se razpršijo v zrak in tvorijo plin. Ko plin doseže hladnejšo površino, se molekule ponovno kondenzirajo in iz hlapov neposredno tvorijo trdno snov.
20 primerov kemične sublimacije in značilnosti
1. Naftalen: Naftalen je klasičen primer snovi, ki se sublimira. Uporablja se kot repelent proti moljem in se ob stiku z zrakom neposredno sublimira v plinasto stanje.
2. Jod: Jod je še ena snov, ki zlahka sublimira. Ko so izpostavljeni zraku, se kristali joda neposredno spremenijo v plinasto stanje, ne da bi se stopili.
3. Benzojska kislina: Benzojska kislina je bela trdna snov, ki sublimira pri relativno nizkih temperaturah. Uporablja se kot konzervans v živilih in sublimira pri segrevanju.
4. Antracen: Antracen je aromatski ogljikovodik, ki sublimira pri nizkih temperaturah. Uporablja se pri proizvodnji barvil in eksplozivov.
5. Citronska kislina: Citronska kislina je kristalinična trdna snov, ki sublimira pri visokih temperaturah. Najdemo jo v citrusih in se uporablja kot sredstvo za uravnavanje kislosti v živilih.
6. Mentol: Mentol je snov, ki se pri sobni temperaturi zlahka sublimira. Najdemo jo v rastlinah, kot je meta, in se uporablja v farmacevtskih izdelkih in kozmetiki.
7. Salicilna kislina: Salicilna kislina je kristalinična trdna snov, ki sublimira pri zmernih temperaturah. Uporablja se za zdravljenje aken in drugih kožnih obolenj.
8. Benzoin: Benzoin je smola, ki sublimira pri visokih temperaturah. Uporablja se pri izdelavi parfumov in kadil.
9. NaCl: Natrijev klorid ali kuhinjska sol sublimira pri visokih temperaturah. Uporablja se v kuhanju in kemični industriji.
10. Oksalna kislina: Oksalna kislina je bela trdna snov, ki sublimira pri zmernih temperaturah. Uporablja se v tekstilni industriji in za čiščenje kovin.
11. Fenol: Fenol je tekočina, ki sublimira pri nizkih temperaturah. Uporablja se pri izdelavi plastike in smol.
12. Askorbinska kislina: Askorbinska kislina ali vitamin C je trdna snov, ki sublimira pri visokih temperaturah. Najdemo jo v citrusih in se uporablja kot vitaminski dodatek.
13. Naftol: Naftol je bela trdna snov, ki sublimira pri zmernih temperaturah. Uporablja se v proizvodnji barvil in v kemični industriji.
14. Kafra: Kafra je trdna snov, ki se pri sobni temperaturi zlahka sublimira. Uporablja se v zdravilih in lepotnih izdelkih.
15. Tereftalna kislina: Tereftalna kislina je bela trdna snov, ki sublimira pri visokih temperaturah. Uporablja se pri izdelavi plastike in polimerov.
16. Saharoza: Saharoza ali navadni sladkor sublimira pri visokih temperaturah. Uporablja se pri kuhanju in izdelavi sladkarij.
17. Benzojska kislina: Benzojska kislina je bela trdna snov, ki sublimira pri zmernih temperaturah. Uporablja se kot konzervans v hrani in kozmetiki.
Odkrijte 10 različnih agregatnih stanj snovi, ki obstajajo v naravi, in njihove edinstvene značilnosti.
V naravi obstaja 10 različnih agregatnih stanj snovi, vsako z edinstvenimi značilnostmi, ki ga ločujejo. Agregatna stanja snovi so trdno, tekoče, plinasto, plazma, Bose-Einsteinov kondenzat, fermionski kondenzat, Rydbergov kondenzat, fotonski kondenzat, kvark-gluonska snov in degenerirana snov.
Trdno stanje je značilno po delcih, ki so blizu skupaj in imajo določeno obliko in prostornino. Tekoče stanje ima bolj rahle delce z določeno obliko, vendar spremenljivo prostornino. V plinastem stanju so delci zelo ločeni in nimajo ne oblike ne prostornine. Plazma je izjemno vroče stanje, v katerem atomi izgubljajo elektrone. Bose-Einsteinov kondenzat nastane pri temperaturah blizu absolutne ničle, ko se delci obnašajo kot valovi. Fermionski kondenzat nastane iz fermionov pri nizkih temperaturah.
Rydbergov kondenzat je eksotično stanje, ki ga tvorijo vzbujeni atomi. Fotonski kondenzat je stanje svetlobe, bogate s fotoni. Kvark-gluonska snov je hipotetično stanje, v katerem kvarki in gluoni niso vezani. Degenerirana snov se nahaja v nevtronskih zvezdah in je izjemno gosta in kompaktna.
20 primerov kemične sublimacije in značilnosti
Kemična sublimacija je proces, pri katerem snov neposredno prehaja iz trdnega v plinasto stanje, mimo tekočega. Ta pojav se pojavlja v različnih situacijah, kot so naftalin, jod, ogljikov dioksid, citronska kislina, benzojska kislina in druge. Sublimacija je endotermičen proces, pri katerem se absorbira toplota iz okolja.
Nekaj primerov kemične sublimacije vključuje nastanek kristalov suhega ledu, sušenje oblačil na vrvi za perilo v hladnih dneh, konzerviranje zamrznjene hrane in čiščenje površin s sodo bikarbono, med drugim. Sublimacija je pomemben postopek na več področjih, kot so kemična industrija, farmacevtska proizvodnja in konzerviranje hrane.
20 primerov kemične sublimacije in značilnosti
Nekaj primerov kemične sublimacije so procesi, pri katerih se sublimirajo voda, ogljikov dioksid, jod, arzen ali žveplo.
Sublimacija je proces neposredne transformacije iz trdnega v plinasto stanje, brez prehoda skozi tekočo fazo. Gre za endotermni fazni prehod, ki se pojavi pri temperaturah in tlakih pod trojno točko snovi, temperaturi in tlaku, pri katerih tri faze sobivajo (Sublimacija (kemija), 2008).
Pri dani temperaturi lahko večina kemičnih spojin in elementov obstaja v enem od treh različnih agregatnih stanj pri različnih tlakih. V teh primerih prehod iz trdnega v plinasto stanje zahteva vmesno tekoče stanje.
Pri temperaturah pod trojno točko bo znižanje tlaka povzročilo neposreden fazni prehod iz trdne snovi v plin. Poleg tega bo pri tlakih pod tlakom trojne točke zvišanje temperature povzročilo, da trdna snov postane plinasta, ne da bi prešla skozi tekoče območje (brezmejno, SF).
Za nekatere snovi, kot sta ogljik in arzen, je sublimacija veliko lažja kot izhlapevanje. To je zato, ker je tlak njihove trojne točke zelo visok, zaradi česar jih je težko dobiti v tekočem stanju.
Proces sublimacije zahteva dodatno energijo; gre za endotermno spremembo. Entalpijo sublimacije (toploto sublimacije) lahko izračunamo kot vsoto entalpije taljenja in entalpije uparjanja.
Nasprotni proces, pri katerem plin v trdni obliki doživi fazno spremembo, se imenuje odlaganje ali desublimacija (Anne Marie Helmenstine, 2016).
20 primerov sublimacije
1- Ogljikov dioksid
Suhi led je trdni ogljikov dioksid. Pri sobni temperaturi in tlaku sublimira v hlape ogljikovega dioksida (slika 2).
Uporablja se lahko za ustvarjanje posebnega učinka kajenja ali strašljivosti. Zaradi svoje relativne varnosti je suhi led najprimernejša trdna snov v demonstracijah v učilnici.
2. Voda
V posebnih pogojih lahko zamrznjena voda (led) skoči iz tekoče faze in sublimira v zrak. Težko je videti, kako led sublimira, lahko pa vidite rezultate.
Južna površina Mount Everesta ima idealne pogoje za sublimacijo snega: nizke temperature, močno sončno svetlobo, nizko relativno vlažnost in suh veter (VanBuren, SF).
3- Jod
Jod pri 100 °C sublimira trdno snov v strupen vijoličen plin. To se uporablja v forenzični znanosti za zajemanje prstnih odtisov.
4. Arzen
Pri temperaturi 615 °C arzen sublimira. To predstavlja nevarnost zaradi strupenosti elementa.
5- Žveplo
Ta spojina sublimira med 25 in 50 °C, pri čemer nastajajo strupeni in zadušljivi plini (Tucker, 1929).
6- Tiskarske barve
Suhi sublimacijski tiskalniki uporabljajo postopek sublimacije za tiskanje slik fotografske kakovosti.
Postopek se začne, ko so na voljo posebni filmi, ki vsebujejo trdne pigmente, ki se ob segrevanju sublimirajo in nato ponovno ujamejo.
Slike se lahko natisnejo na poliestrske majice, vaze ali aluminijaste ali kromirane plošče (SUBLIMACIJA KOVINSKEGA BARVILCA NA ALUMINIJ, SF).
7- Arome
Tudi osvežilci zraka v trdni obliki sublimirajo. Te spojine so običajno estri, vključno s tistimi, ki jih najdemo v straniščni školjki. Tako se kemikalije sproščajo neposredno v zrak, zaradi česar diši sveže.
8- Naftalen
Kroglice proti moljem so narejene s to spojino, ki s sublimacijo odstrani molje.
9- Cink
Ta spojina se pri nizkem tlaku nagiba k sublimaciji.
10- Aluminij
Ta kovina se sublimira pri temperaturah nad 1000 °C za nekatere industrijske procese.
11- Metalurgija
Nekatere zlitine se čistijo s sublimacijskimi metodami. S tem se ločijo spojine, ki sestavljajo zlitino, kar ima za posledico prečiščene izdelke.
12- Kadmij
Še ena spojina, ki sublimira pri nizkem tlaku. To je še posebej problematično v situacijah, ko delate pod visokim vakuumom.
13- Grafit
Ta material se sublimira s prepuščanjem visokoamperskega električnega toka skozi visok vakuum. Ta postopek se uporablja v transmisijski elektronski mikroskopiji za izdelavo prevodnih vzorcev in doseganje višje ločljivosti.
14. Zlato
Sublimacija zlata se uporablja za izdelavo poceni medalj in pozlačenega nakita. Uporablja se tudi za obdelavo vzorcev, pridobljenih z vrstično elektronsko mikroskopijo.
15- Kafra
Pri določeni temperaturi kafra sublimira, uporablja se za čiščenje ali terapevtske učinke.
16- Mentol
Mentol zelo enostavno sublimira. Ko pogledate stekleničko čistega mentola, lahko vidite tanke iglice mentola. Te rastejo z odlaganjem. To pomeni, da trdni mentol sublimira.
17- Antracen
Je bela trdna snov, ki zlahka sublimira. Ta metoda se običajno uporablja za čiščenje.
18-benzojska kislina
Je aditiv za živila, ki se zlahka sublimira za čiščenje (Crampton, 2017).
19-salicilna kislina
Uporablja se kot mazilo za lajšanje vročine, saj se zlahka sublimira. Ta metoda se uporablja tudi za čiščenje (čiščenje organskih spojin, SF).
20- Kozmična sublimacija
Pojav sublimacije ne opazujemo le vsak dan ali v laboratoriju. Astronomi in astrofiziki se z njim običajno srečajo, ko svoj pogled usmerijo proti zvezdam.
Primeri so sublimacija vode iz jeder kometov, približevanje kometa Soncu in sublimacija polarnih ledenih kap na Marsu med marsovskim poletjem (Tehnološka univerza Swinburne, SF).
Literatura
- Anne Marie Helmenstine, P. (2016. junij 20). Definicija sublimacije (fazni prehod v kemiji) Pridobljeno s spletne strani thoughtco.com.
- (SF). Prehod iz trdne v plinasto fazo Pridobljeno s spletne strani boundless.com.
- Crampton, L. (2017. maj 5). Zdravstveni učinki benzojske kisline, natrijevega benzoata in benzena Pridobljeno s spletne strani caloriebee.com.
- SUBLIMACIJA KOVINSKIH BARVIL NA ALUMINIJA (SF). Pridobljeno s spletne strani blazing.com.
- Čiščenje organskih spojin (SF). Pridobljeno z askitians.com.
- Sublimacija (kemija) . (2. april 2008). Pridobljeno s spletne strani newworldencyclopedia.org.
- Tehnološka univerza Swinburne (SF). Sublimacija Pridobljeno s spletne strani astronomy.swin.edu.au.
- Tucker, R.P. (1929). Opombe o sublimaciji žvepla med 25 °C in 50 °C. Kemijsko inženirstvo, 21 (1) , 44-47.
- VanBuren, J. (SF). Primeri sublimacije v resničnem življenju Pridobljeno s spletne strani education.seattlepi.com.