50 Beispiele für Sublimation >Direct, Reverse, Daily Life

Sublimation ist ein chemisch-physikalischer Prozess, bei dem ein Stoff direkt vom festen in den gasförmigen Zustand, ohne den flüssigen Zustand zu durchlaufen, oder vom gasförmigen Zustand in den festen, ohne den Zustand zu durchlaufen flüssig. Dieses Phänomen ist in der Chemie und im Alltag relevant, da es in verschiedenen Prozessen und Anwendungen präsent ist.

Die chemische Sublimation ist ein Prozess, der von mehreren Faktoren beeinflusst wird, darunter Temperatur, Druck, Oberfläche, relative Luftfeuchtigkeit, Reinheit der Substanz und Bedingungen Umwelt.

Arten der chemischen Sublimation

1. direkte Sublimation

Es tritt auf, wenn ein fester Stoff direkt in ein Gas umgewandelt wird, ohne den flüssigen Zustand zu durchlaufen.

2. umgekehrte Sublimation

Auch als Abscheidung bekannt, ist es das Gegenteil von direkter Sublimation. Dabei wird aus einem gasförmigen Stoff direkt ein Feststoff.

20 Beispiele für Sublimation im Alltag

1. Trockeneis (festes Kohlendioxid): Es ist ein gängiges Beispiel für Sublimation. Wenn Trockeneis Luft ausgesetzt wird, wandelt es sich in Kohlendioxidgas um, ohne einen flüssigen Zustand zu durchlaufen.
2. Jod: Jod ist ein Element, das beim Erhitzen sublimiert. Es geht vom festen in den gasförmigen Zustand über und bildet einen violetten Dampf.
3. Naphthalin: Mottenkugeln werden verwendet, um Kleidung vor Motten zu schützen, sublimieren langsam und setzen Dämpfe frei, die die Insekten abwehren.
4. Gefriergetrockneter Kaffee: Gefriergetrockneter Kaffee ist ein Beispiel für Sublimation in der Lebensmittelindustrie. Der Gefriertrocknungsprozess beinhaltet die schnelle Entfernung von Wasser durch Sublimation, wodurch der Geschmack und das Aroma des Kaffees erhalten bleiben.
5. Bekleidungsdruck: Sublimation wird in der Technik des Bedruckens von Kleidungsstücken verwendet, bei der die Tinte in Gas umgewandelt wird und in den Stoff eindringt, wodurch ein hochwertiges, langlebiges Design entsteht.
6. Schnee und Eis: In kalten, trockenen Klimazonen können Schnee und Eis unter Umgehung des flüssigen Zustands direkt zu Wasserdampf sublimieren.
7. Schwefelanhydrid: Schwefeldioxid, eine chemische Verbindung, die zur Konservierung von Lebensmitteln verwendet wird, kann bei Raumtemperatur sublimieren.
8. Frische Luft: Kühle Bergluft entsteht durch die Sublimation von Eis und Schnee in großen Höhen, die Feuchtigkeit an die Luft abgeben und diese reinigen.
9. Wasserreinigung: Sublimation kann verwendet werden, um kontaminiertes Wasser zu reinigen, indem es unter kontrollierten Bedingungen verdampft und der reine Dampf aufgefangen wird.
10. Getrocknete Blumen: Die Sublimation wird in der Trockenblumenindustrie verwendet, um Wasser aus Blumen zu entfernen, ohne ihr Aussehen und ihre Farbe zu beeinträchtigen.
11. feste Lufterfrischer: Feste Lufterfrischer wirken, indem sie ihre aromatischen Komponenten sublimieren und angenehme Düfte an die Luft abgeben.
12. Deo-Sticks: Einige Deo-Sticks verwenden Substanzen, die langsam sublimieren und antimikrobielle Verbindungen oder Duftstoffe freisetzen, die schlechte Gerüche neutralisieren.
13. Astronauten-Eis: Gefriergetrocknete Eiscreme ist ein Beispiel für die Sublimation von Lebensmitteln. Das Wasser wird dem Eis durch Sublimation entzogen, wodurch es ohne Kühlung konserviert werden kann.
14. Luftfilterung: Einige Luftreinigungssysteme verwenden Sublimation, um Verunreinigungen und Gerüche aus dem Raum zu entfernen Umwelt, indem verunreinigende Partikel an einem festen Material haften, das anschließend entfernt wird sublimiert.
15. Kampfer: Kampfer, eine feste Verbindung, die bei Raumtemperatur sublimiert, wird in Körperpflegeprodukten und als Insektenschutzmittel verwendet.
16. Entfeuchtung: In Bereichen mit hoher Luftfeuchtigkeit kann die Sublimation verwendet werden, um überschüssige Feuchtigkeit aus dem zu entfernen Luft, indem Wasser direkt aus der Luft sublimiert und auf einer Oberfläche kondensiert kalt.
17. Trockeneisstrahlen: Beim Trockeneisstrahlen wird Trockeneis verwendet, um Schmutz, Farbe oder Verunreinigungen zu entfernen Oberflächen durch Sublimation, was eine Beschädigung der Oberfläche verhindert und den Produktverbrauch minimiert Chemikalien.
18. Sprühfarbe: Einige Farbsprays enthalten Lösungsmittel, die schnell sublimieren, was das Auftragen der Farbe erleichtert und schneller trocknet.
19. Wartung der Eisbahn: Eiskonditionierungsmaschinen wie Zambonis verwenden Sublimation, um die Oberfläche von Eisbahnen in optimalem Zustand zu halten. Diese Maschinen kratzen und ebnen die Oberfläche des Eises und tragen eine dünne Wasserschicht auf, die schnell sublimiert und eine glatte, ebene Oberfläche erzeugt.
20. Gletscher und Eisformationen: In kalten, hochgelegenen Regionen spielt die Sublimation eine wichtige Rolle bei der Bildung und Bewegung von Gletschern und bei der Bildung von Eisstrukturen wie Büßern und Seracs. Diese Phänomene treten auf, wenn Eis und Schnee sublimieren und sich in anderen Gebieten ablagern, wodurch einzigartige und spektakuläre Formationen entstehen.

10 Beispiele für direkte Sublimation

1. Trockeneis: Trockeneis wird zu Kohlendioxidgas, ohne die flüssige Phase zu durchlaufen.
2. Jod: Festes Jod verwandelt sich beim Erhitzen in violette Dämpfe.
3. Kampfer: Fester Kampfer verdunstet langsam in Luft und verwandelt sich in ein Gas.
4. Naphthalin: Mottenkugeln verdunsten langsam in die Luft und setzen einen charakteristischen Geruch frei.
5. Fester Stickstoff: Fester Stickstoff wird unter bestimmten Bedingungen niedriger Temperatur und Druck in Stickstoffgas umgewandelt.
6. Festes Ammoniak: Festes Ammoniak wird unter bestimmten niedrigen Temperatur- und Druckbedingungen in Ammoniakgas umgewandelt.
7. Arsen: Festes Arsen wandelt sich bei hohen Temperaturen in Arsendampf um, ohne die flüssige Phase zu durchlaufen.
8. Silberchlorid: Festes Silberchlorid wandelt sich bei hohen Temperaturen in Silberchloriddämpfe um.
9. Benzol: Benzol in fester Form verwandelt sich bei niedrigen Temperaturen in Benzoldämpfe.
10. Benzoesäure: Feste Benzoesäure verwandelt sich bei leichtem Erhitzen in Benzoesäuredämpfe.

10 Beispiele für umgekehrte Sublimation

1. Frost: Wasserdampf in der Luft wird auf kalten Fenstern und Oberflächen zu Eis, ohne die flüssige Phase zu durchlaufen.
2. Trockeneisabscheidung: Kohlendioxidgas wandelt sich in Trockeneis um, ohne die flüssige Phase zu durchlaufen.
3. Jodkristalle: Joddämpfe kühlen ab und bilden feste Jodkristalle.
4. Naphthalin: Naphthalindämpfe kondensieren und bilden feste Naphthalinkristalle.
5. Fester Stickstoff: Stickstoffgas wandelt sich unter bestimmten Bedingungen niedriger Temperatur und Druck in festen Stickstoff um.
6. Festes Ammoniak: Ammoniakgas wandelt sich unter bestimmten Bedingungen bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck in festes Ammoniak um.
7. Arsen: Arsendämpfe werden gekühlt und werden zu festem Arsen, ohne die flüssige Phase zu durchlaufen.
8. Silberchlorid: Silberchloriddämpfe kühlen ab und bilden festes Silberchlorid.
9. Benzol: Benzoldämpfe kühlen ab und bilden feste Benzolkristalle.
10. Benzoesäure: Benzoesäuredämpfe kühlen ab und werden zu fester Benzoesäure.

10 Beispiele für Sublimation in der Industrie

1. Gefriertrocknung in der pharmazeutischen Industrie: Die Sublimation wird bei der Gefriertrocknung von Medikamenten wie Impfstoffen, Antibiotika und Hormonen verwendet, um ihre Wirksamkeit und Langzeitstabilität zu erhalten.
2. Produktion von integrierten Schaltkreisen: Die Halbleiterindustrie verwendet die Sublimation, um ultradünne Materialschichten auf integrierten Schaltkreisen abzuscheiden und so deren Leistung und Effizienz zu verbessern.
3. Herstellung von OLED-Bildschirmen: Die Sublimation wird bei der Herstellung von Displays mit organischen Leuchtdioden (OLED) verwendet, bei denen dünne Schichten organischer Verbindungen durch Vakuumsublimation abgeschieden werden.
4. Schutzbeschichtungen: Die Sublimation wird beim Auftragen von Schutzbeschichtungen verwendet, beispielsweise solchen auf der Basis von Verbindungen Silizium, um die Korrosions- und Verschleißfestigkeit von Metallteilen und anderem zu verbessern Materialien.
5. Pigmentherstellung: Sublimation wird zur Herstellung von hochreinen Pigmenten wie weißem Phosphor und Titandioxid verwendet, die bei der Herstellung von Farben und Kunststoffen verwendet werden.
6. Herstellung von Nanomaterialien: Sublimation ist eine Technik, die bei der Synthese von Nanomaterialien wie Kohlenstoffnanoröhren und Graphen verwendet wird, die Anwendungen in der Elektronik, Energie und Medizin finden.
7. Rückgewinnung von Edelmetallen: Die Sublimation wird bei der Rückgewinnung von Edelmetallen wie Gold und Silber aus elektronischen Bauteilen und anderen Abfällen durch Reinigungs- und Veredelungsverfahren eingesetzt.
8. Textilindustrie: Die Sublimation wird im digitalen Textildruck verwendet, bei dem Farbstoffe sublimiert werden und in die Fasern des Stoffes eindringen, wodurch widerstandsfähige und langlebige Designs entstehen.
9. Herstellung von optischem Glas: Die Sublimation wird zur Reinigung von Materialien verwendet, die bei der Herstellung von hochwertigem optischem Glas verwendet werden, wie z. B. Calciumfluorid, das in Linsen und Prismen verwendet wird.
10. Kälte- und Klimaindustrie: Die Sublimation wird in Kühl- und Klimaanlagen verwendet, die feste Materialien verwenden, die sich verändern Materialien wie Phasenwechselmaterialien (PCMs), um thermische Energie effizient zu speichern und abzugeben.

10 Substanzen, die sublimiert werden können

1. Kohlendioxid (CO2): In seiner festen Form, bekannt als Trockeneis, kann Kohlendioxid bei atmosphärischem Druck und Raumtemperatur leicht sublimieren und direkt in einen gasförmigen Zustand übergehen.

2. Jod (I2): Festes Jod kann bei leichtem Erhitzen sublimieren und dunkelviolette Joddämpfe bilden, die die flüssige Phase umgehen.

3. Fester Stickstoff (N2): Obwohl weniger verbreitet als Trockeneis, kann fester Stickstoff auch unter bestimmten Bedingungen niedriger Temperatur und Druck sublimieren.

4. Ammoniak (NH3): Obwohl es sich bei Raumtemperatur normalerweise in gasförmigem Zustand befindet, kann festes Ammoniak bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck sublimieren.

5. Kampfer (C10H16O): Kampfer ist eine feste Verbindung, die bei Raumtemperatur langsam sublimiert und Dämpfe mit einem charakteristischen Geruch freisetzt.

6. Naphthalin (C10H8): Naphthalin, allgemein bekannt als Naphthalin, ist eine feste Verbindung, die bei Raumtemperatur langsam sublimiert und Dämpfe mit einem charakteristischen Geruch freisetzt.

7. Arsen (As): Arsen ist ein chemisches Element, das bei höheren Temperaturen um 615 °C sublimieren kann, ohne die flüssige Phase zu durchlaufen.

8. Benzol (C6H6): Obwohl Benzol bei Raumtemperatur flüssig ist, kann es bei niedrigeren Temperaturen in Form fester Kristalle sublimieren.

9. Silberchlorid (AgCl): Silberchlorid ist eine feste Verbindung, die bei hohen Temperaturen (ca. 400 °C) sublimieren kann und direkt in den gasförmigen Zustand übergeht, ohne die flüssige Phase zu durchlaufen.

10. Benzoesäure (C6H5COOH): Benzoesäure ist eine feste Verbindung, die bei leichtem Erhitzen unter Umgehung der flüssigen Phase sublimieren kann.

Faktoren, die die Sublimation beeinflussen

1. Temperatur: Die Temperatur ist einer der wichtigsten Faktoren, die die Sublimation beeinflussen. Mit steigender Temperatur gewinnen die Moleküle eines festen Stoffes an Energie und bewegen sich schneller, wodurch der Übergang in den gasförmigen Zustand erleichtert wird. Bei niedrigeren Temperaturen ist die Sublimation langsamer oder tritt überhaupt nicht auf.
2. Druck: Auch bei der Sublimation spielt der Druck eine entscheidende Rolle. Bei niedrigem Druck können Moleküle auf der Oberfläche eines Festkörpers leichter in den gasförmigen Zustand entweichen. Bei höheren Drücken können die Moleküle schwerer entweichen und die Sublimation kann langsamer oder überhaupt nicht erfolgen.
3. Oberflächlicher Bereich: Je größer die Oberfläche, desto mehr Moleküle sind der Umgebung ausgesetzt, was den Übergang in den gasförmigen Zustand erleichtert. Daher kann die Sublimation bei Substanzen mit einer größeren Oberfläche schneller sein.
4. Rechts: Die relative Luftfeuchtigkeit der Umgebung kann die Sublimation beeinflussen. Bei niedriger Luftfeuchtigkeit kann die Sublimation schneller erfolgen, da weniger Wassermoleküle in der Luft mit den sublimierenden Molekülen konkurrieren. In feuchten Umgebungen kann die Sublimation langsamer sein, da mehr Wassermoleküle in der Luft vorhanden sind.
5. Stoffreinheit: Das Vorhandensein von Verunreinigungen in einer festen Substanz kann die Sublimationsgeschwindigkeit beeinflussen.
6. Umweltbedingungen: Auch Faktoren wie Wind und Sonneneinstrahlung können die Sublimation beeinflussen. Wind kann die Sublimation beschleunigen, indem er die Wärmeübertragungsrate erhöht und die sublimierten Moleküle schnell von der Oberfläche des Festkörpers entfernt. Sonnenstrahlung kann zusätzliche Energie für die Sublimation liefern, insbesondere bei Substanzen, die das Sonnenlicht gut absorbieren.

Chemisches Sublimationsexperiment

Trennung von Salz und Jod

Wir haben eine Mischung aus Natriumchlorid (Kochsalz) und Jod. Um sie im Labor zu trennen, wird folgendes Material verwendet:

1 Feuerzeug
1 Gitter
1 Flasche
1 Uhrglas

Eis:

Die Jod-Salz-Mischung wird in den mit dem Uhrglas abgedeckten Kolben gegeben, auf den Eis gelegt wird. Die Mischung wird im Brenner erhitzt und ein violetter Dampf beginnt freigesetzt zu werden.

Dies ist sublimiertes Jod, das vom festen in den gasförmigen Zustand übergegangen ist. Wenn dieses Gas auf das Uhrglas mit niedriger Temperatur trifft, lagert es sich ab und bildet feste Jodkristalle. Dies ist umgekehrte Sublimation.