50 Příklady sublimace >Přímá, reverzní, každodenní život

Sublimace je chemický a fyzikální proces, při kterém látka přechází přímo z pevného skupenství do plynné skupenství, aniž by prošlo kapalným skupenstvím nebo z plynného skupenství do tuhého, aniž by prošlo skupenstvím kapalina. Tento jev je relevantní v chemii a v každodenním životě, protože je přítomen v různých procesech a aplikacích.

Chemická sublimace je proces ovlivněný více faktory, včetně teploty, tlak, povrch, relativní vlhkost, čistotu látky a podmínky životního prostředí.

Druhy chemické sublimace

1. přímá sublimace

Nastává, když se pevná látka přemění přímo na plyn, aniž by prošla kapalným skupenstvím.

2. reverzní sublimace

Také známý jako depozice, je to opačný proces k přímé sublimaci. V tomto případě se látka v plynném stavu mění přímo na pevnou látku.

20 příkladů sublimace v každodenním životě

1. Suchý led (pevný oxid uhličitý): Je to běžný příklad sublimace. Když je suchý led vystaven vzduchu, přemění se na plynný oxid uhličitý, aniž by prošel kapalným skupenstvím.
2. Jód: Jód je prvek, který při zahřívání podléhá sublimaci. Přechází z pevného skupenství do plynného skupenství a tvoří fialovou páru.
3. naftalen: Používají se k ochraně oblečení před moly, naftalínové kuličky pomalu sublimují a uvolňují páry, které hmyz odpuzují.
4. Káva sušená mrazem: Lyofilizovaná káva je příkladem sublimace v potravinářském průmyslu. Proces lyofilizace zahrnuje rychlé odstranění vody sublimací, čímž se zachová chuť a aroma kávy.
5. Potisk oděvů: Sublimace se používá v technice potisku oděvů, kdy se inkoust mění na plyn a proniká látkou, čímž vzniká vysoce kvalitní, odolný design.
6. Sníh a led: V chladném a suchém podnebí mohou sníh a led sublimovat přímo do vodní páry a obcházet kapalné skupenství.
7. Anhydrid síry: Oxid siřičitý, chemická sloučenina používaná při konzervaci potravin, může sublimovat při pokojové teplotě.
8. Čerstvý vzduch: Chladný horský vzduch je výsledkem sublimace ledu a sněhu ve vysokých nadmořských výškách, které uvolňují vlhkost do vzduchu a čistí jej.
9. Čištění vody: Sublimaci lze použít k čištění kontaminované vody jejím odpařováním za kontrolovaných podmínek a zachycováním čisté páry.
10. Sušené květiny: Sublimace se používá v průmyslu sušených květin k odstranění vody z květin bez ovlivnění jejich vzhledu a barvy.
11. tuhé osvěžovače vzduchu: Tuhé osvěžovače vzduchu fungují tak, že sublimují své aromatické složky a uvolňují do vzduchu příjemné vůně.
12. Tyčinkové deodoranty: Některé tyčinkové deodoranty používají látky, které pomalu sublimují a uvolňují antimikrobiální sloučeniny nebo vůně, které neutralizují nepříjemné pachy.
13. Astronautská zmrzlina: Lyofilizovaná zmrzlina je příkladem sublimace aplikované na jídlo. Voda je ze zmrzliny odstraněna sublimací, což umožňuje její konzervaci bez nutnosti chlazení.
14. Čištění vzduchu: Některé systémy čištění vzduchu používají sublimaci k odstranění nečistot a pachů ze vzduchu prostředí tím, že znečišťující částice ulpívají na pevném materiálu, který je následně sublimuje.
15. kafr: Kafr, pevná sloučenina, která sublimuje při pokojové teplotě, se používá v produktech osobní péče a jako repelent proti hmyzu.
16. Odvlhčování: V oblastech s vysokou vlhkostí lze použít sublimaci k odstranění přebytečné vlhkosti z vzduchu tím, že způsobí sublimaci vody přímo ze vzduchu a kondenzaci na povrchu Studený.
17. Tryskání suchým ledem: Tryskání suchým ledem používá suchý led k odstranění nečistot, barev nebo kontaminantů povrchy sublimací, která zabraňuje poškození povrchu a minimalizuje použití přípravků Chemikálie.
18. Barva ve spreji: Některé laky ve spreji obsahují rozpouštědla, která rychle sublimují, což usnadňuje nanášení barvy a rychleji schne.
19. Údržba ledové plochy: Stroje na úpravu ledu, jako je Zambonis, využívají sublimaci k udržení povrchu kluziště v optimálním stavu. Tyto stroje seškrabávají a vyrovnávají povrch ledu a nanášejí tenkou vrstvu vody, která rychle sublimuje a vytváří hladký a rovný povrch.
20. Ledovce a ledové útvary: V chladných oblastech s vysokou nadmořskou výškou hraje sublimace důležitou roli při tvorbě a pohybu ledovců a při tvorbě ledových struktur, jako jsou kajícníci a séraky. K těmto jevům dochází, když led a sníh sublimují a ukládají se v jiných oblastech, čímž vznikají jedinečné a velkolepé útvary.

10 příkladů přímé sublimace

1. Suchý led: Suchý led se mění na plynný oxid uhličitý, aniž by prošel kapalnou fází.
2. Jód: Pevný jód se při zahřívání mění na fialové páry.
3. Kafr: Pevný kafr se pomalu odpařuje do vzduchu a mění se v plyn.
4. Naftalen: Naftalínové kuličky se pomalu vypařují do vzduchu a uvolňují charakteristický zápach.
5. Pevný dusík: Pevný dusík se za určitých podmínek nízké teploty a tlaku přeměňuje na plynný dusík.
6. Pevný amoniak: Pevný amoniak se za určitých podmínek nízké teploty a tlaku přeměňuje na plynný amoniak.
7. Arsen: Pevný arsen se při vysokých teplotách přeměňuje na páry arsenu, aniž by procházel kapalnou fází.
8. Chlorid stříbrný: Pevný chlorid stříbrný se při vysokých teplotách přeměňuje na páry chloridu stříbrného.
9. Benzen: Benzen v pevné formě se při nízkých teplotách mění na benzenové páry.
10. Kyselina benzoová: Pevná kyselina benzoová se mírným zahřátím přemění na páry kyseliny benzoové.

10 příkladů reverzní sublimace

1. Mráz: Vodní pára ve vzduchu se na chladných oknech a površích mění v led, aniž by prošla kapalnou fází.
2. Depozice suchým ledem: Plynný oxid uhličitý se přemění na suchý led, aniž by prošel kapalnou fází.
3. Krystaly jódu: Páry jódu se ochlazují a tvoří pevné krystaly jódu.
4. Naftalen: Páry naftalenu kondenzují a tvoří pevné krystaly naftalenu.
5. Pevný dusík: Plynný dusík se za určitých podmínek nízké teploty a tlaku přeměňuje na pevný dusík.
6. Pevný amoniak: Plynný amoniak se za určitých podmínek nízké teploty a tlaku přeměňuje na pevný amoniak.
7. Arsen: Páry arsenu se ochladí a stanou se pevným arsenem, aniž by prošly kapalnou fází.
8. Chlorid stříbrný: Páry chloridu stříbrného se ochlazují a tvoří pevný chlorid stříbrný.
9. Benzen: Benzenové páry se ochlazují a tvoří pevné krystaly benzenu.
10. Kyselina benzoová: Páry kyseliny benzoové se ochlazují a mění se na pevnou kyselinu benzoovou.

10 příkladů sublimace v průmyslu

1. Lyofilizace ve farmaceutickém průmyslu: Sublimace se používá v lyofilizovaných lécích, jako jsou vakcíny, antibiotika a hormony, aby se zachovala jejich účinnost a dlouhodobá stabilita.
2. Výroba integrovaných obvodů: Polovodičový průmysl používá sublimaci k nanášení ultratenkých vrstev materiálů na integrované obvody, čímž se zlepšuje jejich výkon a účinnost.
3. Výroba OLED obrazovek: Sublimace se používá při výrobě displejů s organickými světelnými diodami (OLED), ve kterých jsou vakuovou sublimací nanášeny tenké vrstvy organických sloučenin.
4. Ochranné nátěry: Sublimace se používá při aplikaci ochranných nátěrů, například na bázi sloučenin křemíku, pro zlepšení odolnosti proti korozi a opotřebení kovových dílů a dalších materiálů.
5. Výroba pigmentu: Sublimace se používá při výrobě vysoce čistých pigmentů, jako je bílý fosfor a oxid titaničitý, které se používají při výrobě barev a plastů.
6. Tvorba nanomateriálů: Sublimace je technika používaná při syntéze nanomateriálů, jako jsou uhlíkové nanotrubice a grafen, které mají uplatnění v elektronice, energetice a medicíně.
7. Rekuperace drahých kovů: Sublimace se používá při získávání drahých kovů, jako je zlato a stříbro, z elektronických součástek a jiného odpadu prostřednictvím procesů čištění a rafinace.
8. Textilní průmysl: Sublimace se používá při digitálním potisku textilu, při kterém dochází k sublimaci barviv, která pronikají do vláken látky a vytvářejí odolné a trvanlivé vzory.
9. Výroba optického skla: Sublimace se používá při čištění materiálů používaných při výrobě vysoce kvalitního optického skla, jako je fluorid vápenatý, který se používá v čočkách a hranolech.
10. Průmysl chlazení a klimatizace: Sublimace se používá v chladicích a klimatizačních systémech, které využívají pevné materiály, které se mění materiály, jako jsou materiály s fázovou změnou (PCM), k efektivnímu ukládání a uvolňování tepelné energie.

10 sublimačních látek

1. Oxid uhličitý (CO2): Ve své pevné formě, známé jako suchý led, může oxid uhličitý při atmosférickém tlaku a pokojové teplotě snadno sublimovat a přecházet přímo do plynného stavu.

2. Jód (I2): Pevný jód může při mírném zahřátí sublimovat a vytvářet tmavě fialové výpary jódu, které obcházejí kapalnou fázi.

3. Pevný dusík (N2): I když je to méně běžné než suchý led, pevný dusík může za určitých podmínek nízké teploty a tlaku také sublimovat.

4. Amoniak (NH3): Ačkoli je při pokojové teplotě normálně v plynném stavu, pevný amoniak může sublimovat za podmínek nízké teploty a tlaku.

5. Kafr (C10H16O): Kafr je pevná sloučenina, která při pokojové teplotě pomalu sublimuje a uvolňuje páry s charakteristickým zápachem.

6. Naftalen (C10H8): Naftalen, běžně známý jako naftalen, je pevná sloučenina, která při pokojové teplotě pomalu sublimuje a uvolňuje páry s charakteristickým zápachem.

7. Arsen (As): Arsen je chemický prvek, který může sublimovat při vyšších teplotách, kolem 615 °C, aniž by prošel kapalnou fází.

8. Benzen (C6H6): Ačkoli je benzen při pokojové teplotě kapalný, může sublimovat, když je ve formě pevných krystalů při nižších teplotách.

9. Chlorid stříbrný (AgCl): Chlorid stříbrný je pevná sloučenina, která může sublimovat při vysokých teplotách (kolem 400 °C), přecházet přímo do plynného stavu, aniž by procházela kapalnou fází.

10. Kyselina benzoová (C6H5COOH): Kyselina benzoová je pevná sloučenina, která může při mírném zahřátí sublimovat a obcházet kapalnou fázi.

Faktory ovlivňující sublimaci

1. Teplota: Teplota je jedním z nejdůležitějších faktorů ovlivňujících sublimaci. S rostoucí teplotou získávají molekuly pevné látky energii a pohybují se rychleji, což usnadňuje přechod do plynného skupenství. Při nižších teplotách bude sublimace pomalejší nebo nemusí nastat vůbec.
2. Tlak: Zásadní roli při sublimaci hraje také tlak. Při nízkém tlaku mohou molekuly na povrchu pevné látky snadněji uniknout do plynného skupenství. Při vyšších tlacích je pro molekuly těžší uniknout a sublimace může být pomalejší nebo k ní nedojde vůbec.
3. Povrchová oblast: Čím větší je povrch, tím více molekul je vystaveno okolnímu prostředí, což usnadňuje přechod do plynného skupenství. Proto může být sublimace rychlejší u látek s větším povrchem.
4. RH: Sublimaci může ovlivnit relativní vlhkost okolního prostředí. Za podmínek nízké vlhkosti může sublimace nastat rychleji, protože ve vzduchu je méně molekul vody, které mohou soutěžit s molekulami, které sublimují. Ve vlhkém prostředí může být sublimace pomalejší kvůli přítomnosti většího množství molekul vody ve vzduchu.
5. Čistota látky: Přítomnost nečistot v pevné látce může ovlivnit rychlost sublimace.
6. Ekologické předpoklady: Sublimaci mohou ovlivnit i faktory jako vítr a sluneční záření. Vítr může urychlit sublimaci zvýšením rychlosti přenosu tepla a rychlým odstraněním sublimovaných molekul z povrchu pevné látky. Sluneční záření může poskytnout další energii pro sublimaci, zejména v látkách, které dobře absorbují sluneční světlo.

pokus s chemickou sublimací

Separace soli a jódu

Máme směs chloridu sodného (běžná sůl) a jódu. K jejich oddělení v laboratoři se používá následující materiál:

1 zapalovač
1 mřížka
1 baňka
1 hodinové sklíčko

Led:

Směs jodové soli se vloží do baňky zakryté hodinovým sklíčkem, na kterou je umístěn led. Směs se zahřívá v hořáku a začne se uvolňovat nafialovělá pára.

Jedná se o sublimovaný jód, který přešel z pevného do plynného skupenství. Když se tento plyn dotkne hodinového sklíčka, které má nízkou teplotu, usadí se a vytvoří pevné krystaly jódu. Jedná se o reverzní sublimaci.