50 Esimerkkejä sublimaatiosta >Suora, Käänteinen, Päivittäinen elämä

Sublimaatio on kemiallinen ja fysikaalinen prosessi, jossa aine siirtyy suoraan kiinteästä tilasta kaasumaiseen tilaan menemättä nestemäisen tilan läpi tai kaasumaisesta tilasta kiinteään tilaan menemättä tilan läpi nestettä. Tämä ilmiö on relevantti kemiassa ja jokapäiväisessä elämässä, koska sitä esiintyy erilaisissa prosesseissa ja sovelluksissa.

Kemiallinen sublimaatio on prosessi, johon vaikuttavat useat tekijät, mukaan lukien lämpötila, paine, pinta-ala, suhteellinen kosteus, aineen puhtaus ja olosuhteet ympäristön kannalta.

Kemiallisen sublimoinnin tyypit

1. suora sublimaatio

Se tapahtuu, kun kiinteä aine muuttuu suoraan kaasuksi kulkematta nestemäisen tilan läpi.

2. käänteinen sublimaatio

Tunnetaan myös saostumana, se on päinvastainen prosessi kuin suora sublimaatio. Tässä tapauksessa kaasumaisessa tilassa oleva aine muuttuu suoraan kiinteäksi aineeksi.

20 esimerkkiä sublimaatiosta jokapäiväisessä elämässä

1. Kuivajää (kiinteä hiilidioksidi): Se on yleinen esimerkki sublimaatiosta. Kun kuivajää altistuu ilmalle, se muuttuu hiilidioksidikaasuksi kulkematta nestemäiseen tilaan.
2. Jodi: Jodi on alkuaine, joka sublimoituu kuumennettaessa. Se siirtyy kiinteästä tilasta kaasumaiseen tilaan muodostaen purppuranpunaista höyryä.
3. Naftaleeni: Koipallot sublimoituvat hitaasti ja vapauttavat höyryjä, jotka karkottavat hyönteisiä.
4. Pakastekuivattu kahvi: Pakastekuivattu kahvi on esimerkki sublimaatiosta elintarviketeollisuudessa. Pakastekuivausprosessiin kuuluu veden nopea poistaminen sublimaatiolla, jolloin kahvin maku ja aromi säilyvät.
5. Vaatteiden painatus: Sublimaatiota käytetään vaatteiden painatustekniikassa, jossa muste muuttuu kaasuksi ja tunkeutuu kankaaseen luoden laadukkaan, kestävän muotoilun.
6. Lumi ja jää: Kylmässä ja kuivassa ilmastossa lumi ja jää voivat sublimoitua suoraan vesihöyryksi ohittaen nestemäisen tilan.
7. Rikkianhydridi: Rikkidioksidi, elintarvikkeiden säilönnässä käytetty kemiallinen yhdiste, voi sublimoitua huoneenlämmössä.
8. Raikas ilma: Viileä vuoristoilma on seurausta jään ja lumen sublimoitumisesta korkealla, mikä vapauttaa kosteutta ilmaan ja puhdistaa sitä.
9. Vedenpuhdistus: Sublimaatiota voidaan käyttää saastuneen veden puhdistamiseen haihduttamalla se kontrolloiduissa olosuhteissa ja vangitsemalla puhdasta höyryä.
10. Kuivatut kukat: Sublimaatiota käytetään kuivakukkateollisuudessa veden poistamiseen kukista vaikuttamatta niiden ulkonäköön ja väriin.
11. kiinteät ilmanraikastimet: Kiinteät ilmanraikastimet sublimoivat aromaattisia komponenttejaan ja vapauttavat ilmaan miellyttäviä tuoksuja.
12. Puikkodeodorantit: Jotkut puikkodeodorantit käyttävät aineita, jotka sublimoituvat hitaasti ja vapauttavat antimikrobisia yhdisteitä tai tuoksuja, jotka neutraloivat pahoja hajuja.
13. Astronautin jäätelö: Pakastekuivattu jäätelö on esimerkki sublimaatiosta, jota käytetään ruokaan. Vesi poistetaan jäätelöstä sublimaatiolla, mikä mahdollistaa sen säilyvyyden ilman jäähdytystä.
14. Ilmanpuhdistus: Jotkut ilmanpuhdistusjärjestelmät käyttävät sublimaatiota epäpuhtauksien ja hajujen poistamiseksi ympäristöön aiheuttamalla saastuttavien hiukkasten kiinnittymisen kiinteään materiaaliin, joka myöhemmin on kiinni sublimoi.
15. kamferi: Kamferia, kiinteää yhdistettä, joka sublimoituu huoneenlämmössä, käytetään henkilökohtaisen hygienian tuotteissa ja hyönteiskarkotteena.
16. Kuivaus: Alueilla, joilla on korkea kosteus, voidaan käyttää sublimaatiota ylimääräisen kosteuden poistamiseksi ilmaa saamalla veden sublimoitumaan suoraan ilmasta ja kondensoitumaan pinnalle kylmä.
17. Kuivajääpuhallus: Kuivajääpuhalluksessa käytetään kuivajäätä lian, maalin tai epäpuhtauksien poistamiseen pinnat sublimoimalla, mikä estää pinnan vahingoittumisen ja minimoi tuotteiden käytön kemikaalit.
18. Spray-maali: Jotkut maalisuihkeet sisältävät liuottimia, jotka sublimoituvat nopeasti, mikä helpottaa maalin levitystä ja kuivuu nopeammin.
19. Jääradan huolto: Jäänkäsittelykoneet, kuten Zambonis, käyttävät sublimaatiota jäähallien pinnan pitämiseksi optimaalisessa kunnossa. Nämä koneet raapivat ja tasoittavat jään pintaa ja levittävät ohuen vesikerroksen, joka sublimoituu nopeasti luoden sileän, tasaisen pinnan.
20. Jäätiköt ja jäämuodostelmat: Kylmillä korkeilla alueilla sublimaatiolla on tärkeä rooli jäätiköiden muodostumisessa ja liikkeessä sekä jäärakenteiden, kuten katumusten ja serakkien, muodostumisessa. Nämä ilmiöt tapahtuvat, kun jää ja lumi sublimoituvat ja laskeutuvat muille alueille, jolloin syntyy ainutlaatuisia ja näyttäviä muodostumia.

10 esimerkkiä suorasta sublimaatiosta

1. Kuivajää: Kuivajää muuttuu hiilidioksidikaasuksi kulkematta nestefaasin läpi.
2. Jodi: Kiinteä jodi muuttuu purppuranpunaisiksi höyryiksi kuumennettaessa.
3. Kamferi: Kiinteä kamferi haihtuu hitaasti ilmaan ja muuttuu kaasuksi.
4. Naftaleeni: Koipallot haihtuvat hitaasti ilmaan ja vapauttavat tyypillisen hajun.
5. Kiinteä typpi: Kiinteä typpi muunnetaan typpikaasuksi tietyissä olosuhteissa alhaisessa lämpötilassa ja paineessa.
6. Kiinteä ammoniakki: Kiinteä ammoniakki muunnetaan ammoniakkikaasuksi tietyissä olosuhteissa alhaisessa lämpötilassa ja paineessa.
7. Arseeni: Kiinteä arseeni muuttuu arseenihöyryksi korkeissa lämpötiloissa kulkematta nestefaasin läpi.
8. Hopeakloridi: Kiinteä hopeakloridi muuttuu hopeakloridihöyryksi korkeissa lämpötiloissa.
9. Bentseeni: Bentseeni kiinteässä muodossa muuttuu bentseenihöyryiksi matalissa lämpötiloissa.
10. Bentsoehappo: Kiinteä bentsoehappo muuttuu bentsoehappohöyryksi hellävaraisessa lämmityksessä.

10 esimerkkiä käänteissublimaatiosta

1. Huurre: Ilmassa oleva vesihöyry muuttuu jääksi kylmillä ikkunoilla ja pinnoilla kulkematta nestefaasin läpi.
2. Kuivan jään laskeutuminen: Hiilidioksidikaasu muuttuu kuivajääksi kulkematta nestefaasin läpi.
3. Jodikiteet: Jodihöyryt jäähtyvät ja muodostavat kiinteitä jodikiteitä.
4. Naftaleeni: Naftaleenihöyryt tiivistyvät ja muodostavat kiinteitä naftaleenikiteitä.
5. Kiinteä typpi: Typpikaasu muuttuu kiinteäksi typeksi tietyissä olosuhteissa alhaisessa lämpötilassa ja paineessa.
6. Kiinteä ammoniakki: Ammoniakkikaasu muuttuu kiinteäksi ammoniakiksi tietyissä olosuhteissa alhaisessa lämpötilassa ja paineessa.
7. Arseeni: Arseenihöyryt jäähtyvät ja muuttuvat kiinteäksi arseeniksi kulkematta nestefaasin läpi.
8. Hopeakloridi: Hopeakloridihöyryt jäähtyvät muodostaen kiinteää hopeakloridia.
9. Bentseeni: Bentseenihöyryt jäähtyvät ja muodostavat kiinteitä bentseenikiteitä.
10. Bentsoehappo: Bentsoehappohöyryt jäähtyvät ja muuttuvat kiinteäksi bentsoehapoksi.

10 esimerkkiä sublimaatiosta teollisuudessa

1. Lyofilisointi lääketeollisuudessa: Sublimaatiota käytetään pakastekuivauslääkkeissä, kuten rokotteissa, antibiooteissa ja hormoneissa niiden tehon ja pitkäaikaisen stabiilisuuden säilyttämiseksi.
2. Integroitujen piirien valmistus: Puolijohdeteollisuus käyttää sublimaatiota erittäin ohuiden materiaalikerrosten kerrostamiseen integroituihin piireihin, mikä parantaa niiden suorituskykyä ja tehokkuutta.
3. OLED-näyttöjen valmistus: Sublimaatiota käytetään orgaanisten valodiodi (OLED) -näyttöjen valmistuksessa, joissa ohuita kerroksia orgaanisia yhdisteitä kerrostetaan tyhjiösublimaatiolla.
4. Suojapinnoitteet: Sublimaatiota käytetään suojapinnoitteiden, kuten yhdisteisiin perustuvien, levittämisessä pii, parantaa metalliosien ja muiden korroosionkestävyyttä ja kulumista materiaaleja.
5. Pigmentin tuotanto: Sublimaatiota käytetään erittäin puhtaiden pigmenttien, kuten valkoisen fosforin ja titaanidioksidin, valmistuksessa, joita käytetään maalien ja muovien valmistuksessa.
6. Nanomateriaalien luominen: Sublimaatio on tekniikka, jota käytetään nanomateriaalien, kuten hiilinanoputkien ja grafeenin, synteesissä, joilla on sovelluksia elektroniikassa, energiassa ja lääketieteessä.
7. Jalometallien talteenotto: Sublimaatiota käytetään jalometallien, kuten kullan ja hopean, talteenottoon elektroniikkakomponenteista ja muusta jätteestä puhdistus- ja jalostusprosessien kautta.
8. Tekstiiliteollisuus: Sublimaatiota käytetään digitaalisessa tekstiilipainatuksessa, jossa väriaineet sublimoituvat ja tunkeutuvat kankaan kuitujen läpi luoden kestäviä ja kestäviä kuvioita.
9. Optisen lasin valmistus: Sublimaatiota käytetään korkealaatuisen optisen lasin valmistuksessa käytettävien materiaalien, kuten linsseissä ja prismoissa käytettävän kalsiumfluoridin, puhdistukseen.
10. Jäähdytys- ja ilmastointiteollisuus: Sublimaatiota käytetään jäähdytys- ja ilmastointijärjestelmissä, joissa käytetään kiinteitä, muuttuvia materiaaleja materiaaleja, kuten faasimuutosmateriaaleja (PCM), varastoimaan ja vapauttamaan lämpöenergiaa tehokkaasti.

10 ainetta, jotka voidaan sublimoida

1. Hiilidioksidi (CO2): Kiinteässä muodossaan, joka tunnetaan nimellä kuivajää, hiilidioksidi voi helposti sublimoitua ilmakehän paineessa ja huoneenlämpötilassa muuttuen suoraan kaasumaiseen tilaan.

2. Jodi (I2): Kiinteä jodi voi ylentää varovasti kuumennettaessa muodostaen tumman violetteja jodihöyryjä, jotka ohittavat nestefaasin.

3. Kiinteä typpi (N2): Vaikka kiinteä typpi on vähemmän yleistä kuin kuivajää, se voi myös sublimoitua tietyissä olosuhteissa, joissa lämpötila ja paine ovat alhaiset.

4. Ammoniakki (NH3): Vaikka kiinteä ammoniakki on normaalisti kaasumaisessa tilassa huoneenlämpötilassa, se voi sublimoitua alhaisen lämpötilan ja paineen olosuhteissa.

5. Kamferi (C10H16O): Kamferi on kiinteä yhdiste, joka sublimoituu hitaasti huoneenlämmössä ja vapauttaa höyryjä, joilla on ominainen haju.

6. Naftaleeni (C10H8): Naftaleeni, joka tunnetaan yleisesti nimellä naftaleeni, on kiinteä yhdiste, joka sublimoituu hitaasti huoneenlämpötilassa ja vapauttaa höyryjä, joilla on ominainen haju.

7. Arseeni (As): Arseeni on kemiallinen alkuaine, joka voi sublimoitua korkeammissa lämpötiloissa, noin 615 °C: ssa, ilman nestefaasia.

8. Bentseeni (C6H6): Vaikka bentseeni on nestettä huoneenlämpötilassa, se voi ylentää ollessaan kiinteinä kiteinä alemmissa lämpötiloissa.

9. Hopeakloridi (AgCl): Hopeakloridi on kiinteä yhdiste, joka voi sublimoitua korkeissa lämpötiloissa (noin 400 °C) ja siirtyä suoraan kaasumaiseen tilaan kulkematta nestefaasin läpi.

10. Bentsoehappo (C6H5COOH): Bentsoehappo on kiinteä yhdiste, joka voi ylittää varovasti kuumennettaessa ohittaen nestefaasin.

Sublimaatioon vaikuttavat tekijät

1. Lämpötila: Lämpötila on yksi tärkeimmistä sublimaatioon vaikuttavista tekijöistä. Lämpötilan noustessa kiinteän aineen molekyylit saavat energiaa ja liikkuvat nopeammin, mikä helpottaa siirtymistä kaasumaiseen tilaan. Alemmissa lämpötiloissa sublimoituminen on hitaampaa tai sitä ei välttämättä tapahdu ollenkaan.
2. Paine: Paineella on myös ratkaiseva rooli sublimaatiossa. Alhaisessa paineessa kiinteän aineen pinnalla olevat molekyylit pääsevät helpommin kaasumaiseen tilaan. Korkeammissa paineissa molekyylien on vaikeampi paeta ja sublimoituminen voi olla hitaampaa tai sitä ei tapahdu ollenkaan.
3. Pinnallinen alue: Mitä suurempi pinta-ala, sitä enemmän molekyylejä altistuu ympäristölle, mikä helpottaa siirtymistä kaasumaiseen tilaan. Siksi sublimaatio voi olla nopeampaa aineissa, joilla on suurempi pinta-ala.
4. RH: Ympäröivän ympäristön suhteellinen kosteus voi vaikuttaa sublimaatioon. Alhaisissa kosteusolosuhteissa sublimoituminen voi tapahtua nopeammin, koska ilmassa on vähemmän vesimolekyylejä, jotka kilpailevat sublimoituvien molekyylien kanssa. Kosteissa ympäristöissä sublimaatio voi olla hitaampaa, koska ilmassa on enemmän vesimolekyylejä.
5. Aineen puhtaus: Epäpuhtauksien läsnäolo kiinteässä aineessa voi vaikuttaa sublimaationopeuteen.
6. Ympäristöolosuhteet: Sellaiset tekijät kuin tuuli ja auringon säteily voivat myös vaikuttaa sublimaatioon. Tuuli voi nopeuttaa sublimoitumista lisäämällä lämmönsiirtonopeutta ja poistamalla nopeasti sublimoituneita molekyylejä kiinteän aineen pinnalta. Auringon säteily voi tarjota lisäenergiaa sublimaatioon, erityisesti aineissa, jotka imevät hyvin auringonvaloa.

kemiallinen sublimaatiokoe

Suolan ja jodin erottaminen

Meillä on natriumkloridin (tavallinen suola) ja jodin seos. Niiden erottamiseen laboratoriossa käytetään seuraavaa materiaalia:

1 sytytin
1 ruudukko
1 pullo
1 kellon lasi

Jää:

Jodisuolaseos laitetaan kellolasilla peitettyyn pulloon, jonka päälle laitetaan jäätä. Seosta kuumennetaan polttimessa ja purppurainen höyry alkaa vapautua.

Tämä on sublimoitua jodia, joka on muuttunut kiinteästä kaasumaiseen tilaan. Kun tämä kaasu koskettaa kellon lasia, joka on alhaisessa lämpötilassa, se saostuu muodostaen kiinteitä jodikiteitä. Tämä on käänteistä sublimaatiota.