50 Példák a szublimációra >Direct, Reverse, Daily Life

A szublimáció egy kémiai és fizikai folyamat, amelynek során az anyag szilárd halmazállapotából közvetlenül a gáz halmazállapotú, anélkül, hogy átmenne a folyékony halmazállapoton, vagy a gáz halmazállapotból a szilárd állapotba anélkül, hogy átmenne az állapoton folyékony. Ez a jelenség a kémiában és a mindennapi életben is releváns, mivel számos folyamatban és alkalmazásban jelen van.

A kémiai szublimáció több tényező által befolyásolt folyamat, beleértve a hőmérsékletet, nyomás, felület, relatív páratartalom, az anyag tisztasága és a feltételek környezeti.

A kémiai szublimáció típusai

1. közvetlen szublimáció

Ez akkor fordul elő, amikor egy szilárd anyag közvetlenül gázzá alakul anélkül, hogy átmenne a folyékony halmazállapoton.

2. fordított szublimáció

Lerakódásnak is nevezik, ez a közvetlen szublimáció ellentéte. Ebben az esetben egy gáz halmazállapotú anyag közvetlenül szilárd anyaggá alakul.

20 példa a szublimációra a mindennapi életben

1. Szárazjég (szilárd szén-dioxid): Ez a szublimáció gyakori példája. Amikor a szárazjég levegővel érintkezik, szén-dioxid-gázzá alakul anélkül, hogy folyékony halmazállapotba kerülne.
2. Jód: A jód olyan elem, amely melegítéskor szublimálódik. Szilárd halmazállapotból gázhalmazállapotba kerül, és lila gőzt képez.
3. Naftalin: A ruházat védelmére használják a lepkéktől, a molygolyók lassan szublimálnak, és gőzöket bocsátanak ki, amelyek taszítják a rovarokat.
4. Fagyasztva szárított kávé: A fagyasztva szárított kávé a szublimáció egyik példája az élelmiszeriparban. A fagyasztva szárítás folyamata a víz gyors eltávolítását jelenti szublimációval, megőrzi a kávé ízét és aromáját.
5. Ruházati nyomtatás: A szublimációt a ruhaneműk nyomtatási technikájában alkalmazzák, ahol a tinta gázzá alakul, és behatol a szövetbe, így kiváló minőségű, tartós dizájnt hoz létre.
6. Hó és jég: Hideg, száraz éghajlaton a hó és a jég közvetlenül vízgőzné szublimálhat, megkerülve a folyékony állapotot.
7. Kén-anhidrid: A kén-dioxid, az élelmiszerek tartósításában használt kémiai vegyület, szobahőmérsékleten szublimálódik.
8. Friss levegő: A hűvös hegyi levegő a jég és a hó nagy magasságban történő szublimációjának eredménye, amely nedvességet bocsát ki a levegőbe és megtisztítja azt.
9. Víz tisztítás: A szublimáció a szennyezett víz tisztítására használható ellenőrzött körülmények között történő elpárologtatással és a tiszta gőz megkötésével.
10. Szárított virágok: A szublimációt a szárított virágiparban használják a víz eltávolítására a virágokból anélkül, hogy befolyásolná azok megjelenését és színét.
11. szilárd légfrissítők: A szilárd légfrissítők úgy fejtik ki hatásukat, hogy aromás komponenseiket szublimálják, kellemes illatokat engedve a levegőbe.
12. Stick dezodorok: Egyes dezodorok olyan anyagokat használnak, amelyek lassan szublimálnak, és antimikrobiális vegyületeket vagy illatanyagokat bocsátanak ki, amelyek semlegesítik a rossz szagokat.
13. Űrhajós fagylalt: A fagyasztva szárított fagylalt az élelmiszereken alkalmazott szublimáció egyik példája. A vizet szublimálással távolítják el a fagylaltból, ami lehetővé teszi annak tartósítását hűtés nélkül.
14. Levegőtisztítás: Egyes légtisztító rendszerek szublimációt használnak a szennyeződések és szagok eltávolítására a légtérből környezetszennyező részecskék tapadását okozva egy szilárd anyaghoz, amely később szublimál.
15. kámfor: A kámfor, egy szobahőmérsékleten szublimálódó szilárd vegyület, testápolási termékekben és rovarriasztóként használatos.
16. Párátlanítás: Magas páratartalmú területeken szublimációt lehet alkalmazni a felesleges nedvesség eltávolítására levegő, azáltal, hogy a víz közvetlenül a levegőből szublimál, és kondenzálódik egy felületen hideg.
17. Szárazjégfúvás: A szárazjégfúvás szárazjeget használ a szennyeződések, festékek és szennyeződések eltávolítására felületeket szublimálással, ami megakadályozza a felület sérülését és minimalizálja a termékek felhasználását vegyszerek.
18. Festékszóró: Egyes festékspray-k olyan oldószereket tartalmaznak, amelyek gyorsan szublimálódnak, ami megkönnyíti a festék felvitelét és gyorsabban szárad.
19. A jégpálya karbantartása: A jégkondicionáló gépek, mint például a Zambonis, szublimációt alkalmaznak, hogy a jégpályák felületét optimális állapotban tartsák. Ezek a gépek kaparják és elsimítják a jég felületét, és vékony vízréteget visznek fel, amely gyorsan szublimál, sima, egyenletes felületet hozva létre.
20. Gleccserek és jégképződmények: Hideg, magas tengerszint feletti magasságban a szublimáció fontos szerepet játszik a gleccserek kialakulásában és mozgásában, valamint az olyan jégszerkezetek kialakulásában, mint a bűnbánó és a serac. Ezek a jelenségek akkor fordulnak elő, amikor a jég és a hó szublimál, és más területeken lerakódik, egyedi és látványos képződményeket eredményezve.

10 példa a közvetlen szublimációra

1. Szárazjég: A szárazjég szén-dioxid-gázzá alakul anélkül, hogy átmenne a folyékony fázison.
2. Jód: A szilárd jód hevítéskor lila gőzökké alakul.
3. Kámfor: A szilárd kámfor lassan levegővé párolog és gázzá alakul.
4. Naftalin: A molygolyók lassan elpárolognak a levegőben, és jellegzetes szagot bocsátanak ki.
5. Szilárd nitrogén: A szilárd nitrogén bizonyos körülmények között alacsony hőmérsékleten és nyomáson nitrogéngázzá alakul.
6. Szilárd ammónia: A szilárd ammónia bizonyos körülmények között alacsony hőmérsékleten és nyomáson ammóniagázzá alakul.
7. Arzén: A szilárd arzén magas hőmérsékleten arzéngőzné alakul anélkül, hogy átmenne a folyékony fázison.
8. Ezüst-klorid: A szilárd ezüst-klorid magas hőmérsékleten ezüst-klorid gőzökké alakul.
9. Benzol: A szilárd benzol alacsony hőmérsékleten benzolgőzökké változik.
10. Benzoesav: A szilárd benzoesav enyhe melegítés hatására benzoesav gőzökké alakul.

10 példa a fordított szublimációra

1. Fagy: A levegőben lévő vízgőz jéggé válik a hideg ablakokon és felületeken anélkül, hogy átmenne a folyékony fázison.
2. Szárazjég lerakódás: A szén-dioxid gáz szárazjéggé alakul anélkül, hogy átmenne a folyékony fázison.
3. Jódkristályok: A jódgőzök lehűlnek és szilárd jódkristályokat képeznek.
4. Naftalin: A naftalin gőzei lecsapódnak és szilárd naftalinkristályokat képeznek.
5. Szilárd nitrogén: A nitrogéngáz bizonyos körülmények között alacsony hőmérsékleten és nyomáson szilárd nitrogénné alakul.
6. Szilárd ammónia: Az ammóniagáz bizonyos körülmények között alacsony hőmérsékleten és nyomáson szilárd ammóniává alakul.
7. Arzén: Az arzéngőzök lehűlnek, és szilárd arzénné válnak anélkül, hogy átmennének a folyékony fázison.
8. Ezüst-klorid: Az ezüst-klorid gőzei lehűtve szilárd ezüst-kloridot képeznek.
9. Benzol: A benzolgőzök lehűlnek és szilárd benzolkristályokat képeznek.
10. Benzoesav: A benzoesav gőzei lehűlnek és szilárd benzoesavvá alakulnak.

10 példa a szublimációra az iparban

1. Liofilizálás a gyógyszeriparban: A szublimációt fagyasztva szárított gyógyszerekben, például vakcinákban, antibiotikumokban és hormonokban alkalmazzák, hogy megőrizzék hatékonyságukat és hosszú távú stabilitásukat.
2. Integrált áramkörök gyártása: A félvezetőipar szublimációt alkalmaz ultravékony anyagrétegek integrált áramkörökre történő felhordására, javítva azok teljesítményét és hatékonyságát.
3. OLED képernyők gyártása: A szublimációt szerves fénykibocsátó dióda (OLED) kijelzők gyártása során alkalmazzák, amelyekben vákuum-szublimációval vékony szerves vegyületek rétegeket raknak le.
4. Védőbevonatok: A szublimációt védőbevonatok, például vegyületek alapú bevonatok felvitelénél alkalmazzák szilícium, javítja a korrózióval és kopással szembeni ellenállást a fém alkatrészekben és egyebekben anyagokat.
5. Pigment termelés: A szublimációt nagy tisztaságú pigmentek, például fehér foszfor és titán-dioxid gyártásánál használják, amelyeket festékek és műanyagok gyártásához használnak.
6. Nanoanyagok előállítása: A szublimáció olyan nanoanyagok, például szén nanocsövek és grafén szintézisében használt technika, amelyeket az elektronikában, az energetikában és az orvostudományban alkalmaznak.
7. Nemesfémek visszanyerése: A szublimációt nemesfémek, például arany és ezüst kinyerésére használják elektronikai alkatrészekből és egyéb hulladékokból tisztítási és finomítási eljárásokon keresztül.
8. Textilipar: A szublimációt a digitális textilnyomtatásban használják, amelyben a festékek szublimálódnak, és behatolnak a szövet szálaiba, ellenálló és tartós mintákat hozva létre.
9. Optikai üveg gyártása: A szublimációt a kiváló minőségű optikai üvegek gyártásához használt anyagok, például a lencsékben és prizmákban használt kalcium-fluorid tisztítására használják.
10. Hűtő- és légkondicionáló ipar: A szublimációt olyan hűtő- és légkondicionáló rendszerekben alkalmazzák, amelyek változó szilárd anyagokat használnak anyagok, például fázisváltó anyagok (PCM) a hőenergia hatékony tárolására és felszabadítására.

10 szublimálható anyag

1. Szén-dioxid (CO2): Szárazjégként ismert szilárd formájában a szén-dioxid légköri nyomáson és szobahőmérsékleten könnyen szublimálódik, és közvetlenül gáz halmazállapotúvá alakul.

2. Jód (I2): A szilárd jód enyhe melegítés hatására felemelkedhet, sötétlila színű jódgőzöket képezve, amelyek megkerülik a folyékony fázist.

3. Szilárd nitrogén (N2): Bár kevésbé gyakori, mint a szárazjég, a szilárd nitrogén bizonyos körülmények között, alacsony hőmérsékleten és nyomáson is szublimálhat.

4. Ammónia (NH3): Bár szobahőmérsékleten általában gáz halmazállapotú, a szilárd ammónia alacsony hőmérsékleten és nyomáson szublimálhat.

5. Kámfor (C10H16O): A kámfor szilárd vegyület, amely szobahőmérsékleten lassan szublimál, és jellegzetes szagú gőzöket bocsát ki.

6. Naftalin (C10H8): A naftalin, más néven naftalin, szilárd vegyület, amely szobahőmérsékleten lassan szublimál, és jellegzetes szagú gőzöket bocsát ki.

7. Arzén (As): Az arzén olyan kémiai elem, amely magasabb hőmérsékleten, körülbelül 615 °C-on szublimálhat anélkül, hogy átmenne a folyékony fázison.

8. Benzol (C6H6): Noha a benzol szobahőmérsékleten folyékony, alacsonyabb hőmérsékleten szilárd kristályok formájában felemelkedhet.

9. Ezüst-klorid (AgCl): Az ezüst-klorid szilárd vegyület, amely magas hőmérsékleten (körülbelül 400 °C-on) szublimálódik, és közvetlenül gáz halmazállapotúvá válik anélkül, hogy átmenne a folyékony fázison.

10. Benzoesav (C6H5COOH): A benzoesav egy szilárd vegyület, amely enyhe melegítés hatására szublimálódik, megkerülve a folyékony fázist.

A szublimációt befolyásoló tényezők

1. Hőfok: A hőmérséklet a szublimációt befolyásoló egyik legfontosabb tényező. A hőmérséklet emelkedésével a szilárd anyag molekulái energiához jutnak, és gyorsabban mozognak, így könnyebben lépnek át gázhalmazállapotba. Alacsonyabb hőmérsékleten a szublimáció lassabb lesz, vagy előfordulhat, hogy egyáltalán nem történik meg.
2. Nyomás: A nyomás a szublimációban is döntő szerepet játszik. Alacsony nyomáson a szilárd anyag felületén lévő molekulák könnyebben távozhatnak gáz halmazállapotúvá. Magasabb nyomáson a molekulák nehezebben tudnak kiszabadulni, és előfordulhat, hogy a szublimáció lassabb vagy egyáltalán nem megy végbe.
3. Felületi terület: Minél nagyobb a felület, annál több molekula van kitéve a környezetnek, ami megkönnyíti a gáz halmazállapotba való átmenetet. Ezért a szublimáció gyorsabb lehet a nagyobb felületű anyagokban.
4. RH: A környező környezet relatív páratartalma befolyásolhatja a szublimációt. Alacsony páratartalmú körülmények között a szublimáció gyorsabban megtörténhet, mivel kevesebb vízmolekula van a levegőben, hogy versenyezzen a szublimáló molekulákkal. Nedves környezetben a szublimáció lassabb lehet, mivel több vízmolekula van a levegőben.
5. Az anyag tisztasága: A szilárd anyagban lévő szennyeződések befolyásolhatják a szublimáció sebességét.
6. Környezeti feltételek: Az olyan tényezők, mint a szél és a napsugárzás, szintén befolyásolhatják a szublimációt. A szél felgyorsíthatja a szublimációt azáltal, hogy növeli a hőátadás sebességét, és gyorsan eltávolítja a szublimált molekulákat a szilárd anyag felszínéről. A napsugárzás további energiát adhat a szublimációhoz, különösen a napfényt jól elnyelő anyagokban.

kémiai szublimációs kísérlet

A só és a jód szétválasztása

Nátrium-klorid (konyhasó) és jód keveréke van. A laboratóriumi szétválasztásukhoz a következő anyagokat használják:

1 öngyújtó
1 rács
1 lombik
1 óraüveg

Jég:

A jódos sókeveréket az óraüveggel lefedő lombikba helyezzük, amelyre jeget teszünk. A keveréket felmelegítik az égőben, és lilás gőz kezd kiszabadulni.

Ez a szublimált jód, amely szilárd halmazállapotból gáz halmazállapotúvá vált. Amikor ez a gáz megérinti az alacsony hőmérsékletű óraüveget, lerakódik, és szilárd jódkristályokat képez. Ez fordított szublimáció.