sublimare

Sublimarea este termenul pentru când materia trece printr-o tranziție de fază direct de la o formă solidă la gazoasă sau vapori, fără a trece prin faza lichidă mai comună între cele două. Este un caz specific de vaporizare. Sublimarea se referă la schimbările fizice de tranziție și nu la cazurile în care solidele se transformă în gaz din cauza unei reacții chimice. Deoarece schimbarea fizică dintr-un solid într-un gaz necesită adăugarea de energie în substanță, este un exemplu de schimbare endotermică.

Cum funcționează sublimarea

Tranzițiile de fază depind de temperatura și presiunea materialului în cauză. În condiții normale, așa cum este descris în general de teoria cinetică, adăugarea de căldură face ca atomii dintr-un solid să câștige energie și să devină mai puțin strâns legați unul de celălalt. În funcție de structura fizică, acest lucru determină de obicei topirea solidului în formă lichidă.

Dacă te uiți la diagramele de fază, care este un grafic care prezintă stările materiei pentru diverse presiuni și volume. „Triplul punct” de pe această diagramă reprezintă presiunea minimă pentru care substanța poate prelua faza lichidă. Sub această presiune, când temperatura scade sub nivelul fazei solide, aceasta trece direct în faza gazoasă.

Consecința este că, dacă punctul triplu este la presiune ridicată, ca în cazul dioxidului de carbon solid (sau gheață uscată), atunci sublimarea este de fapt mai ușoară decât topirea substanței, deoarece presiunile mari necesare pentru a le transforma în lichide o provocare de a crea.

Utilizări pentru sublimare

O modalitate de a gândi acest lucru este că, dacă doriți să aveți sublimare, trebuie să obțineți substanța sub punctul triplu prin scăderea presiunii. O metodă pe care o utilizează adesea chimiștii este plasarea substanței în vid și aplicarea căldurii într-un dispozitiv numit aparat de sublimare. Vacumul înseamnă că presiunea este foarte scăzută, astfel încât chiar și o substanță care se topește de obicei sub formă lichidă se sublimează direct în vapori cu adăugarea căldurii.

Aceasta este o metodă folosită de chimiști pentru purificarea compușilor și a fost dezvoltată în zilele anterioare ale chimiei alchimiei ca mijloc de a crea vapori purificați de elemente. Aceste gaze purificate pot trece apoi printr-un proces de condensare, rezultatul final fiind un solid purificat, deoarece fie temperatura de sublimare, fie temperatura de condensare ar fi diferite pentru impurități decât pentru solidul dorit.

O notă de luat în considerare a ceea ce am descris mai sus: condensul ar duce de fapt gazul într-un lichid, care apoi s-ar îngheța înapoi într-un solid. De asemenea, ar fi posibilă reducerea temperaturii, păstrând presiunea scăzută, păstrând întregul sistem sub punctul triplu, iar acest lucru ar provoca o tranziție direct de la gaz la solid. Acest proces se numește depunere.