Сублимација: Од чврстог директно до гаса

Сублимација је термин за када материја подвргнут је фазном прелазу директно из чврстог у чврсто гасовити обликили паре, без проласка кроз чешћу течну фазу између ова два. То је специфичан случај испаравања. Сублимација се односи на физичке промене транзиције, а не на случајеве где се чврсте супстанце претварају у гас због хемијске реакције. Пошто физичка промена из чврсте супстанце у гас захтева додавање енергије у супстанцу, то је пример ендотермичке промене.

Како делује сублимација

Фазни прелази зависе од температуре и притиска материјала о коме је реч. У нормалним условима, како је то генерално описано кинетичка теорија, додавање топлоте узрокује да атоми у чврстини добијају енергију и постају мање чврсто повезани једни са другима. Овисно о физичкој структури, то обично узрокује да се талог растопи у течни облик.

Ако погледате фазни дијаграми, који је графикон који приказује стања материје за различите притиске и запремине. „Трострука тачка“ на овом дијаграму представља минимални притисак за који супстанца може да преузме течну фазу. Испод тог притиска, када температура падне испод нивоа круте фазе, прелази директно у гасну фазу.

instagram viewer

Последица тога је да ако је трострука тачка под високим притиском, као у случају чврстог угљендиоксида (или суви лед), тада је сублимација заправо лакша од растопљања материје јер су високи притисци потребни за претварање у течности обично изазов за стварање.

Употребе за сублимацију

Један од начина да се ово размисли је да ако желите сублимацију, требате да спустите твар испод троструке тачке. Метода коју хемичари често користе је стављање супстанце у вакуум и примена топлоте у уређај који се назива сублимациони апарат. Вакуум значи да је притисак врло низак, па ће чак и супстанца која се обично растопи у течни облик директно сублимирати у пару уз додавање топлоте.

Ово је метода коју хемичари користе за прочишћавање једињења и развијена је у прехемијске дане алхемије као средство за стварање пречишћених испарења елемената. Ови пречишћени гасови могу тада проћи кроз процес кондензације, при чему крајњи резултат буде пречишћена чврста супстанца, пошто је било једно температура сублимације или температура кондензације била би другачија за нечистоће него за жељене чврст.

Једна напомена о ономе што сам горе описао: кондензација би уствари одвела гас у течност, која би се затим смрзнула назад у чврсту супстанцу. Такође би било могуће смањити температуру уз задржавање ниског притиска, задржавајући цео систем испод троструке тачке, а то би проузроковало прелазак директно из гаса у чврсто стање. Овај процес се зове таложење.