50 Sublimācijas piemēri > Tiešā, reversā, ikdienas dzīve

Sublimācija ir ķīmisks un fizikāls process, kurā viela nonāk tieši no cietā stāvokļa uz gāzveida stāvoklī, neizejot cauri šķidram stāvoklim vai no gāzveida stāvokļa uz cietu stāvokli, neizejot cauri stāvoklim šķidrums. Šī parādība ir būtiska ķīmijā un ikdienas dzīvē, jo tā ir sastopama dažādos procesos un lietojumos.

Ķīmiskā sublimācija ir process, ko ietekmē vairāki faktori, tostarp temperatūra, spiediens, virsmas laukums, relatīvais mitrums, vielas tīrība un apstākļi vides.

Ķīmiskās sublimācijas veidi

1. tieša sublimācija

Tas notiek, kad cieta viela tiek tieši pārveidota par gāzi, neizejot šķidrā stāvoklī.

2. reversā sublimācija

Zināms arī kā nogulsnēšanās, tas ir pretējs process tiešajai sublimācijai. Šajā gadījumā viela gāzveida stāvoklī tieši pārvēršas cietā vielā.

20 sublimācijas piemēri ikdienas dzīvē

1. Sausais ledus (cietais oglekļa dioksīds): Tas ir izplatīts sublimācijas piemērs. Kad sausais ledus tiek pakļauts gaisam, tas pārvēršas oglekļa dioksīda gāzē, neizejot šķidrā stāvoklī.
2. Jods: Jods ir elements, kas karsējot sublimējas. Tas pāriet no cietā stāvokļa uz gāzveida stāvokli, veidojot purpursarkanu tvaiku.
3. Naftalīns: Lieto, lai aizsargātu apģērbu no kodes, naftalīna lēnām sublimējas, izdalot tvaikus, kas atbaida kukaiņus.
4. Liofilizēta kafija: Liofilizētā kafija ir sublimācijas piemērs pārtikas rūpniecībā. Saldēšanas žāvēšanas process ietver ātru ūdens noņemšanu sublimācijas ceļā, saglabājot kafijas garšu un aromātu.
5. Apģērba apdruka: Sublimācija tiek izmantota apģērbu apdrukas tehnikā, kur tinte tiek pārvērsta gāzē un iekļūst audumā, radot kvalitatīvu, izturīgu dizainu.
6. Sniegs un ledus: Aukstā, sausā klimatā sniegs un ledus var sublimēties tieši ūdens tvaikos, apejot šķidro stāvokli.
7. Sēra anhidrīds: Sēra dioksīds, ķīmisks savienojums, ko izmanto pārtikas konservēšanai, var cildeni istabas temperatūrā.
8. Svaigs gaiss: Vēss kalnu gaiss ir ledus un sniega sublimācijas rezultāts lielā augstumā, kas izdala mitrumu gaisā un attīra to.
9. Ūdens attīrīšana: Sublimāciju var izmantot, lai attīrītu piesārņotu ūdeni, iztvaicējot to kontrolētos apstākļos un uztverot tīros tvaikus.
10. Žāvēti ziedi: Sublimāciju izmanto žāvētu ziedu rūpniecībā, lai noņemtu ūdeni no ziediem, neietekmējot to izskatu un krāsu.
11. cietie gaisa atsvaidzinātāji: Cietie gaisa atsvaidzinātāji darbojas, sublimējot to aromātiskās sastāvdaļas, izlaižot gaisā patīkamas smaržas.
12. Stick dezodoranti: Dažos dezodorantos ir izmantotas vielas, kas lēni sublimējas un izdala pretmikrobu savienojumus vai smaržvielas, kas neitralizē sliktās smakas.
13. Astronautu saldējums: Liofilizēts saldējums ir sublimācijas piemērs, ko izmanto pārtikai. Ūdens no saldējuma tiek noņemts ar sublimāciju, kas ļauj to saglabāt bez nepieciešamības atdzesēt.
14. Gaisa attīrīšana: Dažas gaisa attīrīšanas sistēmas izmanto sublimāciju, lai noņemtu piesārņotājus un smakas vidi, izraisot piesārņojošo daļiņu pielipšanu cietam materiālam, kas pēc tam tiek noņemts sublimē.
15. kampars: Kampars, ciets savienojums, kas sublimējas istabas temperatūrā, tiek izmantots personīgās higiēnas līdzekļos un kā kukaiņu atbaidīšanas līdzeklis.
16. Mitruma noņemšana: Vietās ar augstu mitruma līmeni var izmantot sublimāciju, lai noņemtu lieko mitrumu gaisu, izraisot ūdens sublimāciju tieši no gaisa un kondensēšanos uz virsmas auksts.
17. Sausā ledus spridzināšana: Sausā ledus strūkla izmanto sauso ledu, lai noņemtu netīrumus, krāsu vai piesārņotājus virsmas ar sublimāciju, kas novērš virsmas bojājumus un samazina produktu izmantošanu ķīmiskās vielas.
18. Pūšamā krāsa: Daži krāsas aerosoli satur šķīdinātājus, kas ātri sublimējas, atvieglojot krāsas uzklāšanu un ātrāk žūstot.
19. Ledus halles apkope: Ledus kondicionēšanas iekārtas, piemēram, Zambonis, izmanto sublimāciju, lai ledus laukumu virsma būtu optimālā stāvoklī. Šīs mašīnas skrāpē un izlīdzina ledus virsmu un uzklāj plānu ūdens kārtu, kas ātri sublimējas, veidojot gludu, vienmērīgu virsmu.
20. Ledāji un ledus veidojumi: Aukstos, augstkalnu reģionos sublimācijai ir svarīga loma ledāju veidošanā un kustībā, kā arī ledus struktūru, piemēram, penitentu un seraku, veidošanā. Šīs parādības rodas, kad ledus un sniegs sublimējas un nogulsnējas citās vietās, radot unikālus un iespaidīgus veidojumus.

10 tiešās sublimācijas piemēri

1. Sausais ledus: Sausais ledus pārvēršas oglekļa dioksīda gāzē, neizejot cauri šķidrajai fāzei.
2. Jods: Cietais jods karsējot pārvēršas purpursarkanos tvaikos.
3. Kampars: Cietais kampars lēnām iztvaiko gaisā un pārvēršas gāzē.
4. Naftalīns: naftalīns lēnām iztvaiko gaisā, izdalot raksturīgu smaku.
5. Cietais slāpeklis: noteiktos zemas temperatūras un spiediena apstākļos cietais slāpeklis tiek pārveidots par slāpekļa gāzi.
6. Cietais amonjaks: noteiktos zemas temperatūras un spiediena apstākļos cietais amonjaks tiek pārveidots par amonjaka gāzi.
7. Arsēns: Cietais arsēns augstā temperatūrā pārvēršas arsēna tvaikos, neizejot cauri šķidrajai fāzei.
8. Sudraba hlorīds: Cietais sudraba hlorīds augstā temperatūrā pārvēršas par sudraba hlorīda tvaikiem.
9. Benzols: benzols cietā formā zemā temperatūrā mainās par benzola tvaikiem.
10. Benzoskābe: Cietā benzoskābe viegli karsējot pārvēršas benzoskābes tvaikos.

10 reversās sublimācijas piemēri

1. Sals: Ūdens tvaiki gaisā pārvēršas ledū uz aukstiem logiem un virsmām, neizejot cauri šķidrajai fāzei.
2. Sausā ledus nogulsnēšanās: Oglekļa dioksīda gāze pārvēršas sausā ledū, neizejot cauri šķidrajai fāzei.
3. Joda kristāli: joda tvaiki atdzesē un veido cietus joda kristālus.
4. Naftalīns: Naftalīna tvaiki kondensējas un veido cietus naftalīna kristālus.
5. Cietais slāpeklis: noteiktos zemas temperatūras un spiediena apstākļos slāpekļa gāze pārvēršas cietā slāpeklī.
6. Ciets amonjaks: Amonjaka gāze pārvēršas cietā amonjakā noteiktos zemas temperatūras un spiediena apstākļos.
7. Arsēns: Arsēna tvaiki tiek atdzesēti un kļūst par cietu arsēnu, neizejot cauri šķidrajai fāzei.
8. Sudraba hlorīds: sudraba hlorīda tvaiki atdzesē, veidojot cietu sudraba hlorīdu.
9. Benzols: benzola tvaiki atdziest un veido cietus benzola kristālus.
10. Benzoskābe: benzoskābes tvaiki atdziest un pārvēršas cietā benzoskābē.

10 sublimācijas piemēri nozarē

1. Liofilizācija farmācijas rūpniecībā: Sublimāciju izmanto liofilizētās zālēs, piemēram, vakcīnās, antibiotikās un hormonos, lai saglabātu to efektivitāti un ilgtermiņa stabilitāti.
2. Integrēto shēmu ražošana: Pusvadītāju rūpniecība izmanto sublimāciju, lai uz integrētajām shēmām novietotu īpaši plānus materiālu slāņus, uzlabojot to veiktspēju un efektivitāti.
3. OLED ekrānu ražošana: Sublimāciju izmanto organisko gaismas diožu (OLED) displeju ražošanā, kuros ar vakuuma sublimāciju tiek uzklāti plāni organisko savienojumu slāņi.
4. Aizsargpārklājumi: Sublimāciju izmanto aizsargpārklājumu, piemēram, uz savienojumu bāzes, uzklāšanai silīcijs, lai uzlabotu izturību pret koroziju un nodilumu metāla daļās un citās materiāliem.
5. Pigmentu ražošana: Sublimāciju izmanto augstas tīrības pigmentu, piemēram, baltā fosfora un titāna dioksīda, ražošanā, ko izmanto krāsu un plastmasas ražošanā.
6. Nanomateriālu radīšana: Sublimācija ir paņēmiens, ko izmanto nanomateriālu, piemēram, oglekļa nanocauruļu un grafēna, sintēzē, ko izmanto elektronikā, enerģētikā un medicīnā.
7. Dārgmetālu atgūšana: Sublimāciju izmanto dārgmetālu, piemēram, zelta un sudraba, atgūšanai no elektroniskām sastāvdaļām un citiem atkritumiem, izmantojot attīrīšanas un attīrīšanas procesus.
8. Tekstilrūpniecība: Sublimācija tiek izmantota digitālajā tekstila drukā, kurā krāsvielas tiek sublimētas un iekļūst auduma šķiedrās, radot izturīgus un izturīgus dizainus.
9. Optiskā stikla ražošana: Sublimāciju izmanto augstas kvalitātes optiskā stikla ražošanā izmantoto materiālu, piemēram, kalcija fluorīda, attīrīšanai, ko izmanto lēcās un prizmās.
10. Saldēšanas un gaisa kondicionēšanas nozare: Sublimāciju izmanto saldēšanas un gaisa kondicionēšanas sistēmās, kurās tiek izmantoti cietie materiāli, kas mainās materiāli, piemēram, fāzes maiņas materiāli (PCM), lai efektīvi uzglabātu un atbrīvotu siltumenerģiju.

10 vielas, kuras var sublimēt

1. Oglekļa dioksīds (CO2): Cietā veidā, kas pazīstams kā sausais ledus, oglekļa dioksīds var viegli sublimēt atmosfēras spiedienā un istabas temperatūrā, pārvēršoties tieši gāzveida stāvoklī.

2. Jods (I2): Cietais jods var cildeni, ja to viegli karsē, veidojot tumši purpursarkanus joda tvaikus, apejot šķidro fāzi.

3. Cietais slāpeklis (N2): Lai gan tas ir retāk sastopams nekā sausais ledus, cietais slāpeklis var arī cildeni noteiktos zemas temperatūras un spiediena apstākļos.

4. Amonjaks (NH3): Lai gan tas parasti ir gāzveida stāvoklī istabas temperatūrā, cietais amonjaks var sublimēties zemas temperatūras un spiediena apstākļos.

5. Kampars (C10H16O): Kampars ir ciets savienojums, kas lēnām sublimējas istabas temperatūrā, izdalot tvaikus ar raksturīgu smaržu.

6. Naftalīns (C10H8): Naftalīns, ko parasti sauc par naftalīnu, ir ciets savienojums, kas lēnām sublimējas istabas temperatūrā, izdalot tvaikus ar raksturīgu smaku.

7. Arsēns (As): Arsēns ir ķīmisks elements, kas var sublimēties augstākā temperatūrā, aptuveni 615 °C, neizejot cauri šķidrajai fāzei.

8. benzols (C6H6): Lai gan benzols ir šķidrums istabas temperatūrā, tas var cildeni, ja tas ir cietu kristālu veidā zemākā temperatūrā.

9. Sudraba hlorīds (AgCl): Sudraba hlorīds ir ciets savienojums, kas augstā temperatūrā (apmēram 400 °C) var sublimēties, nonākot tieši gāzveida stāvoklī, neizejot cauri šķidrajai fāzei.

10. benzoskābe (C6H5COOH): Benzoskābe ir ciets savienojums, kas var cildināties, maigi karsējot, apejot šķidro fāzi.

Sublimāciju ietekmējošie faktori

1. Temperatūra: Temperatūra ir viens no svarīgākajiem faktoriem, kas ietekmē sublimāciju. Paaugstinoties temperatūrai, cietās vielas molekulas iegūst enerģiju un pārvietojas ātrāk, atvieglojot pāreju uz gāzveida stāvokli. Zemākā temperatūrā sublimācija būs lēnāka vai var nenotikt vispār.
2. Spiediens: Spiedienam ir arī izšķiroša nozīme sublimācijā. Zemā spiedienā molekulas uz cietas vielas virsmas var vieglāk izkļūt gāzveida stāvoklī. Augstākā spiedienā molekulām ir grūtāk izkļūt, un sublimācija var būt lēnāka vai nenotikt vispār.
3. Virspuse: Jo lielāks virsmas laukums, jo vairāk molekulu tiek pakļautas videi, kas atvieglo pāreju uz gāzveida stāvokli. Tāpēc sublimācija var būt ātrāka vielās ar lielāku virsmas laukumu.
4. RH: Apkārtējās vides relatīvais mitrums var ietekmēt sublimāciju. Zema mitruma apstākļos sublimācija var notikt ātrāk, jo gaisā ir mazāk ūdens molekulu, lai konkurētu ar molekulām, kas sublimējas. Mitrā vidē sublimācija var būt lēnāka, jo gaisā ir vairāk ūdens molekulu.
5. Vielas tīrība: Piemaisījumu klātbūtne cietā vielā var ietekmēt sublimācijas ātrumu.
6. Vides apstākļi: Sublimāciju var ietekmēt arī tādi faktori kā vējš un saules starojums. Vējš var paātrināt sublimāciju, palielinot siltuma pārneses ātrumu un ātri noņemot sublimētās molekulas no cietās vielas virsmas. Saules starojums var nodrošināt papildu enerģiju sublimācijai, īpaši vielās, kas labi absorbē saules gaismu.

ķīmiskās sublimācijas eksperiments

Sāls un joda atdalīšana

Mums ir nātrija hlorīda (vārītā sāls) un joda maisījums. Lai tos atdalītu laboratorijā, tiek izmantots šāds materiāls:

1 šķiltavas
1 režģis
1 kolba
1 pulksteņa stikls

Ledus:

Joda sāls maisījumu ievieto kolbā, pārklāj ar pulksteņa stiklu, uz kura uzliek ledu. Maisījums tiek uzkarsēts degli, un sāks izdalīties purpursarkans tvaiks.

Tas ir sublimēts jods, kas no cieta stāvokļa ir kļuvis gāzveida. Kad šī gāze pieskaras pulksteņa stiklam, kas ir zemā temperatūrā, tā nogulsnējas, veidojot cietus joda kristālus. Šī ir reversā sublimācija.