50 Sublimatsiooni näiteid > Otsene, vastupidine, igapäevane elu

Sublimatsioon on keemiline ja füüsikaline protsess, mille käigus aine läheb tahkest olekust otse gaasiline olek, läbimata vedelat olekut või gaasilisest olekust tahkesse olekut läbimata vedel. See nähtus on oluline keemias ja igapäevaelus, kuna see esineb erinevates protsessides ja rakendustes.

Keemiline sublimatsioon on protsess, mida mõjutavad mitmed tegurid, sealhulgas temperatuur, rõhk, pindala, suhteline niiskus, aine puhtus ja tingimused keskkonna.

Keemilise sublimatsiooni tüübid

1. otsene sublimatsioon

See tekib siis, kui tahke aine muundatakse otse gaasiks, ilma vedelat olekut läbimata.

2. vastupidine sublimatsioon

Tuntud ka kui ladestumine, on see otsesele sublimatsioonile vastupidine protsess. Sel juhul muutub gaasilises olekus olev aine otse tahkeks aineks.

20 näidet sublimatsioonist igapäevaelus

1. Kuiv jää (tahke süsinikdioksiid): See on tavaline näide sublimatsioonist. Kui kuivjää puutub kokku õhuga, muutub see gaasiliseks süsinikdioksiidiks ilma vedelat olekut läbimata.
2. Jood: Jood on element, mis kuumutamisel sublimeerub. See läheb tahkest olekust gaasilisse olekusse, moodustades purpurse auru.
3. Naftaleen: Kasutatakse riiete kaitsmiseks ööliblikate eest, koipallid sublimeeruvad aeglaselt, eraldades putukaid tõrjuvaid aure.
4. Külmkuivatatud kohv: Külmkuivatatud kohv on toiduainetööstuse sublimatsiooni näide. Külmkuivatamise protsess hõlmab vee kiiret eemaldamist sublimatsiooni teel, säilitades kohvi maitse ja aroomi.
5. Rõivaste trükkimine: Sublimatsiooni kasutatakse rõivaste trükkimise tehnikas, kus tint muudetakse gaasiks ja tungib läbi kanga, luues kvaliteetse ja vastupidava disaini.
6. Lumi ja jää: Külmas ja kuivas kliimas võivad lumi ja jää sublimeeruda otse veeauruks, möödudes vedelast olekust.
7. Väävelanhüdriid: Vääveldioksiid, toiduainete säilitamisel kasutatav keemiline ühend, võib toatemperatuuril sublimeerida.
8. Värske õhk: Mägede jahe õhk on jää ja lume sublimatsiooni tulemus suurtel kõrgustel, mis eraldavad õhku niiskust ja puhastavad seda.
9. Veepuhastus: Sublimatsiooni saab kasutada saastunud vee puhastamiseks, aurustades seda kontrollitud tingimustes ja püüdes kinni puhta auru.
10. Kuivatatud lilled: Sublimatsiooni kasutatakse kuivatatud lilletööstuses, et eemaldada lilledelt vett, ilma et see mõjutaks nende välimust ja värvi.
11. tahked õhuvärskendajad: Tahked õhuvärskendajad sublimeerivad oma aromaatseid komponente, vabastades õhku meeldivaid lõhnaaineid.
12. Pulgadeodorandid: Mõned pulgad deodorandid kasutavad aineid, mis sublimeeruvad aeglaselt ja vabastavad antimikroobseid ühendeid või lõhnaaineid, mis neutraliseerivad halba lõhna.
13. Astronauti jäätis: Külmkuivatatud jäätis on näide toidule rakendatavast sublimatsioonist. Vesi eemaldatakse jäätisest sublimatsiooni teel, mis võimaldab seda konserveerida ilma jahutamise vajaduseta.
14. Õhu puhastamine: Mõned õhupuhastussüsteemid kasutavad saasteainete ja lõhnade eemaldamiseks sublimatsiooni keskkonda, põhjustades saastavate osakeste kleepumist tahkele materjalile, mis hiljem kleepub sublimeerib.
15. kamper: Kamporit, tahket ühendit, mis sublimeerub toatemperatuuril, kasutatakse isikliku hügieeni toodetes ja putukatõrjevahendina.
16. Niiskuse eemaldamine: Kõrge õhuniiskusega piirkondades saab liigse niiskuse eemaldamiseks kasutada sublimatsiooni õhku, põhjustades vee sublimeerumist otse õhust ja kondenseerumist pinnal külm.
17. Kuivjää lõhkamine: Kuivjää lõhkamisel kasutatakse mustuse, värvi või saasteainete eemaldamiseks kuiva jääd pinnad sublimatsiooni teel, mis hoiab ära pinna kahjustamise ja minimeerib toodete kasutamist kemikaalid.
18. Pihustusvärv: Mõned värvipihustid sisaldavad kiiresti sublimeeruvaid lahusteid, mis muudavad värvi pealekandmise lihtsamaks ja kuivavad kiiremini.
19. Jäähalli hooldus: Jääkonditsioneerimismasinad, nagu Zambonis, kasutavad liuväljade pinna optimaalses seisukorras hoidmiseks sublimatsiooni. Need masinad kraapivad ja tasandavad jää pinda ning panevad peale õhukese veekihi, mis sublimeerub kiiresti, luues sileda ja ühtlase pinna.
20. Liustikud ja jäämoodustised: Külmades kõrgmäestikualadel mängib sublimatsioon olulist rolli liustike tekkes ja liikumises ning jäästruktuuride, nagu patukahetsus- ja serakid, tekkes. Need nähtused tekivad siis, kui jää ja lumi sublimeerub ja ladestub teistesse piirkondadesse, tekitades ainulaadseid ja suurejoonelisi moodustisi.

10 näidet otsesest sublimatsioonist

1. Kuiv jää: kuiv jää muutub ilma vedelat faasi läbimata süsinikdioksiidiks.
2. Jood: Tahke jood muutub kuumutamisel lilladeks aurudeks.
3. Kampar: Tahke kamper aurustub aeglaselt õhku ja muutub gaasiks.
4. Naftaleen: koipallid aurustuvad aeglaselt õhku, eraldades iseloomuliku lõhna.
5. Tahke lämmastik: Tahke lämmastik muudetakse teatud madala temperatuuri ja rõhu tingimustes gaasiliseks lämmastiks.
6. Tahke ammoniaak: Tahke ammoniaak muudetakse teatud madala temperatuuri ja rõhu tingimustes gaasiliseks ammoniaagiks.
7. Arseen: Tahke arseen muutub kõrgel temperatuuril arseeniauruks ilma vedelat faasi läbimata.
8. Hõbekloriid: tahke hõbekloriid muundub kõrgel temperatuuril hõbekloriidi aurudeks.
9. Benseen: Tahkel kujul benseen muutub madalatel temperatuuridel benseeni aurudeks.
10. Bensoehape: Tahke bensoehape muutub õrnal kuumutamisel bensoehappe aurudeks.

10 näidet pöördsublimatsioonist

1. Härmatis: õhus olev veeaur muutub külmadel akendel ja pindadel jääks ilma vedelat faasi läbimata.
2. Kuivjää sadestumine: Süsinikdioksiid muutub kuivaks jääks ilma vedelat faasi läbimata.
3. Joodikristallid: Joodiaurud jahutavad ja moodustavad tahkeid joodikristalle.
4. Naftaleen: Naftaleeni aurud kondenseeruvad ja moodustavad tahkeid naftaleeni kristalle.
5. Tahke lämmastik: Gaasiline lämmastik muundub teatud madala temperatuuri ja rõhu tingimustes tahkeks lämmastikuks.
6. Tahke ammoniaak: gaas ammoniaak muutub teatud madala temperatuuri ja rõhu tingimustes tahkeks ammoniaagiks.
7. Arseen: Arseeni aurud jahutatakse ja muutuvad tahkeks arseeniks ilma vedelat faasi läbimata.
8. Hõbekloriid: hõbekloriidi aurud jahutavad, moodustades tahke hõbekloriidi.
9. Benseen: Benseeni aurud jahutavad ja moodustavad tahkeid benseenikristalle.
10. Bensoehape: Bensoehappe aurud jahtuvad ja muutuvad tahkeks bensoehappeks.

10 näidet sublimatsioonist tööstuses

1. Lüofiliseerimine farmaatsiatööstuses: Sublimatsiooni kasutatakse külmkuivatavates ravimites, nagu vaktsiinid, antibiootikumid ja hormoonid, et säilitada nende tõhusust ja pikaajalist stabiilsust.
2. Integraallülituste tootmine: Pooljuhtide tööstus kasutab sublimatsiooni üliõhukeste materjalide kihtide ladestamiseks integraallülitustele, parandades nende jõudlust ja tõhusust.
3. OLED-ekraanide tootmine: Sublimeerimist kasutatakse orgaaniliste valgusdioodide (OLED) kuvarite valmistamisel, millesse vaakuumsublimatsiooni teel sadestatakse õhukesed orgaaniliste ühendite kihid.
4. Kaitsekatted: Sublimatsiooni kasutatakse kaitsekatete, näiteks ühenditel põhinevate katete pealekandmisel räni, et parandada metallosade ja muude korrosiooni- ja kulumiskindlust materjalid.
5. Pigmendi tootmine: Sublimatsiooni kasutatakse kõrge puhtusastmega pigmentide, näiteks valge fosfori ja titaandioksiidi tootmisel, mida kasutatakse värvide ja plastide valmistamisel.
6. Nanomaterjalide loomine: Sublimatsioon on tehnika, mida kasutatakse nanomaterjalide, näiteks süsinik-nanotorude ja grafeeni sünteesil, mida kasutatakse elektroonikas, energeetikas ja meditsiinis.
7. Väärismetallide taaskasutamine: Sublimatsiooni kasutatakse väärismetallide, nagu kuld ja hõbe, taaskasutamiseks elektroonikakomponentidest ja muudest jäätmetest puhastus- ja rafineerimisprotsesside kaudu.
8. Tekstiilitööstus: Sublimatsiooni kasutatakse digitaalses tekstiilitrükis, mille puhul värvained sublimeeritakse ja tungivad läbi kanga kiudude, luues vastupidavad ja vastupidavad kujundused.
9. Optilise klaasi tootmine: Sublimatsiooni kasutatakse kvaliteetse optilise klaasi valmistamisel kasutatavate materjalide puhastamisel, nagu kaltsiumfluoriid, mida kasutatakse läätsedes ja prismades.
10. Külmutus- ja kliimaseadmete tööstus: Sublimatsiooni kasutatakse külmutus- ja kliimaseadmetes, mis kasutavad muutuvaid tahkeid materjale materjalid, näiteks faasimuutusmaterjalid (PCM), et salvestada ja vabastada tõhusalt soojusenergiat.

10 ainet, mida saab sublimeerida

1. Süsinikdioksiid (CO2): Tahkel kujul, tuntud kui kuivjää, võib süsinikdioksiid atmosfäärirõhul ja toatemperatuuril kergesti sublimeerida, muutudes otse gaasiliseks.

2. Jood (I2): Tahke jood võib õrnalt kuumutamisel sublimeerida, moodustades vedelast faasist mööda minnes tumelilla joodiauru.

3. Tahke lämmastik (N2): Kuigi tahke lämmastik on vähem levinud kui kuivjää, võib see ka teatud madala temperatuuri ja rõhu tingimustes sublimeerida.

4. Ammoniaak (NH3): Kuigi see on tavaliselt toatemperatuuril gaasilises olekus, võib tahke ammoniaak madala temperatuuri ja rõhu tingimustes sublimeerida.

5. Kampar (C10H16O): Kampar on tahke ühend, mis sublimeerub aeglaselt toatemperatuuril, eraldades iseloomuliku lõhnaga aure.

6. Naftaleen (C10H8): Naftaleen, üldtuntud kui naftaleen, on tahke ühend, mis sublimeerub aeglaselt toatemperatuuril, vabastades iseloomuliku lõhnaga aurud.

7. Arseen (As): Arseen on keemiline element, mis suudab sublimeeruda kõrgematel temperatuuridel, umbes 615 °C, ilma vedelat faasi läbimata.

8. Benseen (C6H6): Kuigi benseen on toatemperatuuril vedelik, võib see madalamatel temperatuuridel tahkete kristallide kujul sublimeerida.

9. Hõbekloriid (AgCl): Hõbekloriid on tahke ühend, mis võib kõrgel temperatuuril (umbes 400 °C) sublimeeruda, minnes vedelat faasi läbimata otse gaasilisse olekusse.

10. Bensoehape (C6H5COOH): Bensoehape on tahke ühend, mis võib õrnal kuumutamisel sublimeeruda, möödudes vedelast faasist.

Sublimatsiooni mõjutavad tegurid

1. Temperatuur: Temperatuur on üks olulisemaid sublimatsiooni mõjutavaid tegureid. Temperatuuri tõustes saavad tahke aine molekulid energiat ja liiguvad kiiremini, mistõttu on kergem üle minna gaasilisse olekusse. Madalamatel temperatuuridel on sublimatsioon aeglasem või ei pruugi üldse toimuda.
2. Rõhk: Surve mängib sublimatsioonis samuti otsustavat rolli. Madala rõhu korral pääsevad tahke aine pinnal olevad molekulid kergemini gaasilisse olekusse. Kõrgema rõhu korral on molekulidel raskem välja pääseda ja sublimatsioon võib olla aeglasem või üldse mitte toimuda.
3. Pindmine ala: Mida suurem on pind, seda rohkem molekule puutub kokku keskkonnaga, mis hõlbustab üleminekut gaasilisse olekusse. Seetõttu võib suurema pindalaga ainetes sublimatsioon olla kiirem.
4. RH: Sublimatsiooni võib mõjutada ümbritseva keskkonna suhteline õhuniiskus. Madala õhuniiskuse tingimustes võib sublimatsioon toimuda kiiremini, kuna õhus on vähem veemolekule, mis konkureerivad sublimeerivate molekulidega. Niiskes keskkonnas võib sublimatsioon olla aeglasem, kuna õhus on rohkem veemolekule.
5. Aine puhtus: Lisandite olemasolu tahkes aines võib mõjutada sublimatsiooni kiirust.
6. Keskkonnatingimused: Sellised tegurid nagu tuul ja päikesekiirgus võivad samuti mõjutada sublimatsiooni. Tuul võib sublimatsiooni kiirendada, suurendades soojusülekande kiirust ja eemaldades kiiresti sublimeerunud molekulid tahke aine pinnalt. Päikesekiirgus võib anda sublimatsiooniks lisaenergiat, eriti ainetes, mis neelavad hästi päikesevalgust.

keemilise sublimatsiooni katse

Soola ja joodi eraldamine

Meil on naatriumkloriidi (keedusool) ja joodi segu. Nende eraldamiseks laboris kasutatakse järgmist materjali:

1 tulemasin
1 ruudustik
1 kolb
1 kella klaas

Jää:

Joodisoola segu asetatakse kellaklaasiga kaetud kolbi, millele asetatakse jää. Segu kuumutatakse põletis ja hakkab eralduma lillakas aur.

See on sublimeeritud jood, mis on muutunud tahkest olekust gaasiliseks. Kui see gaas puudutab madala temperatuuriga kella klaasi, sadestub see, moodustades tahked joodikristallid. See on pöördsublimatsioon.