Хімічна сублімація – це фізичний процес, під час якого тверда речовина безпосередньо переходить у газоподібний стан, минаючи проміжний рідкий стан. Це явище виникає через певні умови тиску та температури, яким піддається речовина. У цій статті ми представимо 20 прикладів хімічної сублімації та їх характеристики, демонструючи, наскільки поширеним та важливим є цей процес у різних галузях хімії.
Зрозумійте процес сублімації та подивіться, як лід перетворюється на пару.
Сублімація — це хімічний процес, під час якого речовина безпосередньо переходить з твердого стану в газоподібний, минаючи проміжний рідкий стан. Це явище відбувається, коли тиск пари твердої речовини стає вищим за атмосферний тиск. Поширеним прикладом сублімації є перетворення льоду на водяну пару.
Коли лід піддається впливу температур вище нуля градусів Цельсія, він починає сублімувати, або переходити з твердого стану безпосередньо в газоподібний. Це відбувається тому, що тиск водяної пари в льоду стає вищим за атмосферний тиск, що дозволяє молекулам води вириватися з поверхні льоду та перетворюватися на пару.
На цей процес сублімації впливають температура та тиск навколишнього середовища. Чим вища температура та нижчий тиск, тим швидше відбувається сублімація. І навпаки, за нижчих температур та вищого тиску сублімація буде повільнішою.
20 прикладів хімічної сублімації та її характеристик
Сублімація – поширене явище в різних хімічних речовинах. Нижче наведено 20 прикладів речовин, що піддаються процесу сублімації, та їхні характеристики:
1. НафталінНафталін – класичний приклад сублімації, який використовується як засіб від комах.
2. ЙодоЙод легко сублімується за кімнатної температури, утворюючи фіолетові кристали.
3. Вуглекислий газТакож відомий як сухий лід, вуглекислий газ сублімується за температур нижче -78,5°C.
4. КамфораКамфора — це речовина, яка сублімується за температури вище 175°C.
5. бензойна кислотаБензойна кислота сублімується за температури вище 121°C.
6. Оцтовий ангідридСублімується за температури вище 139°C.
7. Щавлева кислотаСублімується за температури вище 365°C.
8. ПарадихлорбензолСублімується за температури вище 53°C.
9. Оксид азотуСублімується за температури вище -163,6°C.
10. Мурашина кислотаСублімується за температури вище 100,8°C.
11. Оцтова кислотаСублімується за температури вище 117,9°C.
12. Сірчана кислотаСублімується за температури вище 337°C.
13. Сульфат мідіСублімується за температури вище 200°C.
14. Лимонна кислотаСублімується за температури вище 153°C.
15. Трихлороцтова кислотаСублімується за температури вище 61,6°C.
16. Мурашина кислотаСублімується за температури вище 100,8°C.
17. Оцтова кислотаСублімується за температури вище 117,9°C.
18. Сірчана кислотаСублімується за температури вище 337°C.
19. Сульфат мідіСублімується за температури вище 200°C.
20. Лимонна кислотаСублімується за температури вище 153°C.
Це лише кілька прикладів речовин, які піддаються процесу сублімації. Сублімація — цікаве та важливе явище в хімії, що має численні застосування в різних галузях.
Основні характеристики сублімації: зрозуміти це фізичне явище та його унікальні властивості.
Сублімація – це фізичне явище, яке відбувається, коли речовина безпосередньо переходить з твердого стану в газоподібний, минаючи рідкий. Цей процес відбувається завдяки унікальним характеристикам молекул речовини та умовам навколишнього середовища, таким як тиск і температура.
Однією з головних характеристик сублімації є ендотермія , тобто поглинання тепла під час переходу з твердого стану в газоподібний. Це змушує речовину охолоджувати навколишнє середовище і навіть може заморожувати інші сусідні матеріали.
Крім того, сублімація — це оборотний процес , тобто речовина може переходити з газоподібного стану у твердий, не переходячи в рідкий. Це важливе явище в кількох галузях, таких як фармацевтична та харчова промисловість.
Ще однією цікавою характеристикою сублімації є утворення кристалів під час охолодження газу. Ці кристали можуть мати унікальні форми та розміри, залежно від речовини та умов сублімації.
Щоб краще зрозуміти сублімацію, ми наведемо 20 прикладів речовин, які проходять цей хімічний процес, та їхні специфічні характеристики.
Зрозумійте процес хімічної сублімації та як він працює простим та практичним способом.
Хімічна сублімація – це процес, під час якого речовина безпосередньо переходить з твердого стану в газоподібний, минаючи рідкий. Це явище виникає, коли тиск пари твердої речовини перевищує атмосферний тиск, що призводить до випаровування молекул твердої речовини без плавлення.
Щоб краще зрозуміти, уявіть собі кубик льоду в морозильній камері. Якщо залишити лід на тривалий час, він сублімуватиметься, тобто перейде безпосередньо з твердого стану в газоподібний, не танучи. Це відбувається тому, що тиск водяної пари в льоду вищий за атмосферний тиск усередині морозильної камери.
Під час хімічної сублімації молекули твердого тіла отримують достатньо енергії, щоб розірвати міжмолекулярні сили, що утримують їх разом у твердому стані. Ці молекули розсіюються в повітрі, утворюючи газ. Коли газ досягає холоднішої поверхні, молекули знову конденсуються, утворюючи тверду речовину безпосередньо з пари.
20 прикладів хімічної сублімації та її характеристик
1. Нафталін: Нафталін – класичний приклад речовини, яка піддається процесу сублімації. Він використовується як засіб від молі та під впливом повітря безпосередньо сублімується в газоподібний стан.
2. Йод: Йод – це ще одна речовина, яка легко сублімується. Під впливом повітря кристали йоду безпосередньо переходять у газоподібний стан, не плавлячись.
3. Бензойна кислота: Бензойна кислота — це біла тверда речовина, яка сублімується за відносно низьких температур. Вона використовується як консервант у харчових продуктах і сублімується при нагріванні.
4. Антрацен: Антрацен – це ароматичний вуглеводень, який сублімується за низьких температур. Його використовують у виробництві барвників та вибухових речовин.
5. Лимонна кислота: Лимонна кислота — це кристалічна тверда речовина, яка сублімується за високих температур. Вона міститься в цитрусових і використовується як підкислювач у харчових продуктах.
6. Ментол: Ментол – це речовина, яка легко сублімується за кімнатної температури. Вона міститься в таких рослинах, як м’ята, і використовується у фармацевтиці та косметиці.
7. Саліцилова кислота: Саліцилова кислота — це кристалічна тверда речовина, яка сублімується за помірних температур. Її використовують для лікування акне та інших захворювань шкіри.
8. Бензоїн: Бензоїн – це смола, яка сублімується за високих температур. Вона використовується у виробництві парфумів та ладану.
9. NaCl: Хлорид натрію, або кухонна сіль, сублімується за високих температур. Його використовують у кулінарії та хімічній промисловості.
10. Щавлева кислота: Щавлева кислота — це біла тверда речовина, яка сублімується за помірних температур. Її використовують у текстильній промисловості та для очищення металів.
11. Фенол: Фенол – це рідина, яка сублімується за низьких температур. Вона використовується у виробництві пластмас та смол.
12. Аскорбінова кислота: Аскорбінова кислота, або вітамін С, — це тверда речовина, яка сублімується за високих температур. Вона міститься в цитрусових і використовується як вітамінна добавка.
13. Нафтол: Нафтол — це біла тверда речовина, яка сублімується за помірних температур. Його використовують у виробництві барвників та в хімічній промисловості.
14. Камфора: Камфора — це тверда речовина, яка легко сублімується за кімнатної температури. Її використовують у ліках та косметичних засобах.
15. Терефталева кислота: Терефталева кислота — це біла тверда речовина, яка сублімується за високих температур. Її використовують у виробництві пластмас і полімерів.
16. Сахароза: Сахароза, або звичайний цукор, сублімується за високих температур. Її використовують у кулінарії та виробництві цукерок.
17. Бензойна кислота: Бензойна кислота — це біла тверда речовина, яка сублімується за помірних температур. Її використовують як консервант у харчових продуктах та косметиці.
Відкрийте для себе 10 різних станів речовини, що існують у природі, та їхні унікальні характеристики.
У природі існує 10 різних станів речовини, кожен з яких має унікальні характеристики, що його відрізняють. Станами речовини є твердий, рідкий, газоподібний, плазмовий, конденсат Бозе-Ейнштейна, ферміонний конденсат, конденсат Ридберга, фотонний конденсат, кварк-глюонна речовина та вироджена речовина.
Твердий стан характеризується частинками, які розташовані близько одна до одної та мають певну форму та об'єм. Рідкий стан має більш пухкі частинки з певною формою, але змінним об'ємом. У газоподібному стані частинки широко розділені та не мають ні форми, ні об'єму. Плазма - це надзвичайно гарячий стан, у якому атоми втрачають свої електрони. Конденсат Бозе-Ейнштейна виникає при температурах, близьких до абсолютного нуля, коли частинки поводяться як хвилі. Ферміонний конденсат утворюється ферміонами при низьких температурах.
Ридбергівський конденсат — це екзотичний стан, утворений збудженими атомами. Фотонний конденсат — це стан світла, багатого на фотони. Кварк-глюонна матерія — це гіпотетичний стан, у якому кварки та глюони не зв'язані. Нарешті, вироджена матерія знаходиться в нейтронних зірках і є надзвичайно щільною та компактною.
20 прикладів хімічної сублімації та її характеристик
Хімічна сублімація — це процес, за допомогою якого речовина безпосередньо переходить з твердого стану в газоподібний, минаючи рідкий. Це явище відбувається в різних ситуаціях, таких як нафталін, йод, вуглекислий газ, лимонна кислота, бензойна кислота тощо. Сублімація — це ендотермічний процес, під час якого відбувається поглинання тепла з навколишнього середовища.
Деякі приклади хімічної сублімації включають утворення кристалів сухого льоду, сушіння одягу на білизняній мотузці в холодні дні, консервування заморожених продуктів та очищення поверхонь харчовою содою, серед іншого. Сублімація є важливим процесом у кількох галузях, таких як хімічна промисловість, фармацевтичне виробництво та консервування харчових продуктів.
20 прикладів хімічної сублімації та її характеристик
Деякими прикладами хімічної сублімації є процеси, за допомогою яких вода, вуглекислий газ, йод, миш'як або сірка піддаються сублімації.
Сублімація — це процес прямого переходу з твердого стану в газоподібний, без проходження через рідку фазу. Це ендотермічний фазовий перехід, який відбувається за температур і тиску нижче потрійної точки речовини, температури і тиску, за яких співіснують три фази (Сублімація (хімія), 2008).
За певної температури більшість хімічних сполук та елементів можуть існувати в одному з трьох різних станів речовини за різного тиску. У цих випадках перехід з твердого в газоподібний стан вимагає проміжного рідкого стану.
За температур нижче потрійної точки зниження тиску призведе до фазового переходу безпосередньо з твердого стану в газ. Крім того, за тиску нижче потрійної точки підвищення температури призведе до того, що тверде тіло перетвориться на газ, не проходячи через рідку область (Безмежний, SF).
Для деяких речовин, таких як вуглець та миш'як, сублімація набагато легша, ніж випаровування. Це пояснюється тим, що тиск їхньої потрійної точки дуже високий, що ускладнює їх отримання у рідкому стані.
Процес сублімації вимагає додаткової енергії; це ендотермічна зміна. Ентальпію сублімації (теплоту сублімації) можна розрахувати як суму ентальпії плавлення та ентальпії пароутворення.
Протилежний процес, під час якого газ зазнає фазового переходу у твердому стані, називається осадженням або десублімацією (Енн Марі Гельменстін, 2016).
20 прикладів сублімації
1. Вуглекислий газ
Сухий лід — це твердий вуглекислий газ. За кімнатної температури та тиску він сублімується в пару вуглекислого газу (рис. 2).
Його можна використовувати для створення особливого ефекту димлення або лякання. Через свою відносну безпеку, сухий лід є кращим твердим матеріалом для демонстрацій у класі.
2. Вода
За певних умов замерзла вода (лід) може вистрибувати з рідкої фази та сублімувати в повітря. Важко побачити, як лід сублімує, але результати можна побачити.
Південна поверхня гори Еверест має ідеальні умови для сублімації снігу: низькі температури, інтенсивне сонячне світло, низька відносна вологість та сухі вітри (ВанБюрен, Сан-Франциско).
3- Йод
Йод за температури 100°C перетворює тверду речовину на токсичний фіолетовий газ. Це використовується в криміналістиці для отримання відбитків пальців.
4. Миш'як
За температури 615°C миш'як сублімується. Це становить небезпеку, враховуючи токсичність елемента.
5- Сірка
Ця сполука сублімується при температурі від 25 до 50 °C, утворюючи токсичні та задушливі гази (Такер, 1929).
6. Друкарські фарби
Сублімаційні принтери використовують процес сублімації для друку зображень фотографічної якості.
Процес починається, коли з'являються спеціальні плівки, що містять тверді пігменти, які при нагріванні сублімуються, а потім знову захоплюються.
Зображення можна друкувати на поліестерових футболках, вазах або алюмінієвих чи хромованих листах (СУБЛІМАЦІЯ БАРВНИКА НА МЕТАЛЕВІЙ ПЛАСТИНІ, SF).
7. Ароматизатори
Тверді освіжувачі повітря також сублімують. Ці сполуки зазвичай є ефірами, зокрема тими, що містяться в унітазі. Таким чином хімічні речовини виділяються безпосередньо в повітря, надаючи йому свіжого аромату.
8. Нафталін
Кульки від молі виготовляються з цього складу, який шляхом сублімації видаляє моль.
9- Цинк
Ця сполука має тенденцію до сублімації при низькому тиску.
10- Алюміній
Цей метал сублімується за температур вище 1000 °C для певних промислових процесів.
11- Металургія
Деякі сплави очищають методом сублімації. Це розділяє сполуки, що входять до складу сплаву, в результаті чого отримують очищені продукти.
12- Кадмій
Ще одна сполука, яка сублімується за низького тиску. Це особливо проблематично в ситуаціях, коли ви працюєте під високим вакуумом.
13- Графіт
Цей матеріал сублімується шляхом пропускання високоамперного електричного струму через високий вакуум. Ця процедура використовується в просвічувальній електронній мікроскопії для отримання провідних зразків та досягнення вищої роздільної здатності.
14. Золото
Сублімацію золота використовують для виготовлення недорогих медалей та позолочених ювелірних виробів. Її також використовують для обробки зразків, отриманих за допомогою скануючої електронної мікроскопії.
15- Камфора
За певної температури камфора сублімується, використовується для очищення або терапевтичного ефекту.
16- Ментол
Ментол дуже легко сублімується. Коли ви дивитеся на пляшку чистого ментолу, ви можете побачити тонкі голочки ментолу. Вони ростуть шляхом осадження. Це означає, що твердий ментол сублімується.
17- Антрацен
Це біла тверда речовина, яка легко сублімується. Цей метод зазвичай використовується для очищення.
18-бензойна кислота
Це харчова добавка, яка легко сублімується для очищення (Crampton, 2017).
19- саліцилова кислота
Його використовують як мазь для зняття жару, оскільки він легко сублімується. Цей метод також використовується для очищення (очищення органічних сполук, SF).
20. Космічна сублімація
Явище сублімації спостерігається не лише щодня чи в лабораторії. Астрономи та астрофізики, як правило, стикаються з ним, коли звертають свій погляд на зірки.
Прикладами є сублімація води з ядер комет, наближення комети до Сонця та сублімація полярних крижаних шапок на Марсі під час марсіанського літа (Технологічний університет Суїнберна, Сан-Франциско).
Список літератури
- Енн Марі Гельменстін, П. (2016 червня 20 р.). Визначення сублімації (фазового переходу в хімії) Отримано з thoughtco.com.
- (СФ). Перехід від твердої до газової фази Отримано з boundless.com.
- Кремптон, Л. (2017 травня 5 р.). Вплив бензойної кислоти, бензоату натрію та бензолу на здоров'я Отримано з caloriebee.com.
- СУБЛІМАЦІЯ МЕТАЛЕВИХ ЧОРНИЛ НА АЛЮМІНІЇ . (SF). Отримано з blazing.com.
- Очищення органічних сполук (SF). Отримано з askitians.com.
- Сублімація (хімія) . (2 квітня 2008 р.). Отримано з newworldencyclopedia.org.
- Технологічний університет Свінберна (SF). Сублімація Отримано з astronomy.swin.edu.au.
- Такер, Р.П. (1929). Нотатки щодо сублімації сірки між 25° та 50°C. Хімічна інженерія, 21 (1) , 44-47.
- ВанБюрен, Дж. (SF). Приклади сублімації в реальному житті Отримано з education.seattlepi.com.