Progressivt sublimeringskoncept, process och exempel

De progressiv sublimering Det är en termodynamisk process där en förändring av endotermt tillstånd förekommer direkt från en fast till en gas, utan föregående bildning av vätskan. Det fasta beteendet under normala förhållanden är att värma och smälta; det vill säga smälta. Under tiden, i sublimering börjar det fasta ämnet röka direkt, utan det tidigare utseendet på droppar som indikerar dess roll. 

Det som beskrivs i det övre stycket representeras i den överlägsna bilden. Anta att en orange fast blandning (vänster), som börjar värmas upp. Blandningen består av två komponenter eller fasta ämnen: en gul och den andra röd, vars kombination orsakar den orange färgen.

Exempel på sublimering av ett hypotetiskt orange fast ämne. Källa: Gabriel Bolívar.

Det sublimala röda fasta ämnet, eftersom en vätska av den inte bildas utan hamnar deponerad (röda trianglar) vid basen av den övre behållaren; Den som innehåller isbitar och erbjuder därför en kall yta. Under tiden förblir det gula fasta ämnet oförändrat av värme (gul rektangel). 

Röda trianglar eller kristaller deponeras tack vare den kalla ytan på den mottagande behållaren (höger), som absorberar temperaturen; Och även om det inte visas måste storleken på isbitarna minska på grund av värmeabsorption. Det gula fasta ämnet är inte sublimerbart, och om han fortfarande värmer upp förr eller senare kommer han att smälta. 

[TOC]

Progressivt sublimeringskoncept

Bearbeta

Det har redan sagts att sublimering är en endotermisk tillståndsförändring, för för det måste det finnas värmeabsorption. Om det fasta absorberar värmen kommer energin att öka, så dess partiklar kommer också att vibrera vid större frekvenser.

När dessa vibrationer blir mycket starka, påverkar de intermolekylära interaktioner (inte kovalenta bindningar); Och följaktligen kommer förr eller senare partiklarna att ta fler avstånd från varandra tills de lyckas flyta och röra sig mer fritt genom rymdregionerna.

Kan tjäna dig: kristallisation

I vissa fasta ämnen är vibrationerna så starka att vissa partiklar "utlöses" utanför strukturen istället för att agglomerera i mobila kluster som definierar en droppe. Dessa partiklar flyr och integrerar den första "bubblan", som hellre skulle komma att bilda de första ångorna i det sublimerade fasta ämnet.

Det talas då inte om en smältpunkt, utan om en sublimering. Medan båda är beroende av det regerande trycket på det fasta ämnet, är sublimeringspunkten mer; Därför varierar temperaturen markant med tryckförändringar (som är fallet med kokpunkten).

Från den fasta strukturen till gasstörning

Vid sublimering sägs det också att det finns en ökning av systementropin. Partiklarnas energitillstånd går från att begränsas av sina fasta positioner i den fasta strukturen, till homogeniserar i deras lustiga och kaotiska riktningar i gasformiga tillstånd, mer enhetliga, där de äntligen förvärvar en genomsnittlig kinetisk energi.

Fasdiagram och trippelpunkt

Sublimeringspunkten beror på trycket; För annars skulle de fasta partiklarna absorbera värme för att inte få sparken till rymden utanför det fasta ämnet, utan för att bilda droppar. Det skulle inte vara sublimerat, men skulle smälta eller smälta, liksom det vanligaste.

Ju större det yttre trycket, desto mindre troligt blir sublimeringen, eftersom det fasta till smältningen är skyldig.

Men vilka fasta ämnen är sublima och vilka inte? Svaret ligger i dina P vs T -fasdiagram, som visas nedan:

Det kan tjäna dig: Cruise for Crucible: Egenskaper, funktioner, använda exempelFasdiagram för ett hypotetiskt ämne. Källa: Gabriel Bolívar.

Du måste titta först på trippelpunkten och resa den nedre sträckan: den som skiljer de fasta och gasformiga tillstånden. Observera att det i det fasta området måste finnas en minskning av trycket så att sublimering sker (inte nödvändigtvis 1 atmosfärstryck). En 1 atm, det hypotetiska ämnet kommer att sublim kommer vid en TS -temperatur uttryckt i k.

Ju längre och längre avsnittet eller kurvan under trippelpunkten, desto större är det fasta kapaciteten att sublim vid olika temperaturer; Men om det är långt under 1 atm, kommer det att behövas med höga luckor för att uppnå sublimering, så att trycket reduceras (0,0001 atm, till exempel).

Betingelser

Om trippelpunkten är tusentals gånger lägre än det atmosfäriska trycket, kommer det fasta ämnet aldrig att sublima eller till och med tillämpa ultraliv (för att inte tala om dess mottaglighet för att sönderdelas genom värmeverkan).

Om detta inte är fallet görs sublimationerna med hjälp av måttligt och skickar in det fasta ämnet för att dammsugas så att deras partiklar lättare flyr utan behov av att absorbera så mycket värme.

Sublimering blir mycket viktigt när de är särskilt fasta ämnen med högt ångtryck; det vill säga trycket inuti, återspegling av effektiviteten i dess interaktioner. Ju större dess ångtryck, desto mer luktande är det, och också mer sublibelt.

Exempel

Fast rening

Bilden av det orange fasta ämnet och dess sublimerbara rödaktiga komponent är ett exempel på vad sublimering representerar när det gäller fast rening. Röda trianglar kan återföras så många gånger som behövs tills hög renhet är garanterad.

Kan tjäna dig: alkoholer

Denna teknik används främst med doftande fasta ämnen. Till exempel: kamfer, koffein, bensoin och mentol.

Bland andra fasta ämnen som kan underjordiska sublimering vi har: jod, is (i stora höjder), teobromin (choklad), sackarin, morfin och andra läkemedel, kvävebaser och antracen.

Kristallyntes

Återvända till röda trianglar erbjuder sublimering ett alternativ till konventionell kristallisation; Kristaller kommer inte längre att syntetiseras från en lösning, men med hjälp av medel.

Låt oss säga, om de har röda rutor kommer tillväxten av kristallerna att upprätthålla denna geometri och inte bör bli triangulär. De röda rutorna kommer gradvis att växa när sublimering äger rum. Det är emellertid ett operativt och molekylärt komplext komplex, där många variabler involveras ses.

Exempel på syntetiserade kristaller via sublimering är: kiselkarbid (sic), grafit, arsenik, selen, fosfor, aluminium nitruro (Aln), kadmiumsulfid (CDS), Zinc -seleniuro (Znse), kvicksilver Iodid (hgi₂), grafen, bland andra.

Observera att de verkligen är två kompenserade fenomen: progressiv sublimering och deponering (eller omvänd sublimering); Ången emigrerar från de fasta till kallare regionerna eller ytorna för att äntligen avsätta i form av kristaller.

Referenser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8: e upplagan.). Cengage Learning.
2. Wikipedia. (2019). Sublimering (fasövergång). Hämtad från: i.Wikipedia.org
3. Jones, Andrew Zimmerman. (27 januari 2019). Sublimering. Återhämtat sig från: tankco.com
4. Sheila Morrissey. (2019). Vad är sublimering i kemi? - Definition, process och tentor. Studie. Återhämtat sig från: studie.com
5. Elsevier b.V. (2019). Sublimeringsmetod. Vetenskaplig. Hämtad från: Scientedirect.com