50 Príklady sublimácie >Priamy, reverzný, každodenný život

Sublimácia je chemický a fyzikálny proces, pri ktorom látka prechádza priamo z pevného skupenstva do plynné skupenstvo, bez prechodu cez kvapalné skupenstvo alebo z plynného skupenstva do tuhého bez prechodu cez skupenstvo kvapalina. Tento jav je dôležitý v chémii av každodennom živote, pretože je prítomný v rôznych procesoch a aplikáciách.

Chemická sublimácia je proces ovplyvnený viacerými faktormi, vrátane teploty, tlak, povrch, relatívna vlhkosť, čistota látky a podmienky životného prostredia.

Druhy chemickej sublimácie

1. priama sublimácia

Vyskytuje sa, keď sa tuhá látka priamo premení na plyn bez toho, aby prešla kvapalným stavom.

2. reverzná sublimácia

Tiež známy ako depozícia, je to opačný proces k priamej sublimácii. V tomto prípade sa látka v plynnom stave mení priamo na pevnú látku.

20 príkladov sublimácie v každodennom živote

1. Suchý ľad (pevný oxid uhličitý): Je to bežný príklad sublimácie. Keď je suchý ľad vystavený vzduchu, premení sa na plynný oxid uhličitý bez toho, aby prešiel kvapalným stavom.
2. jód: Jód je prvok, ktorý pri zahriatí podlieha sublimácii. Prechádza z pevného skupenstva do plynného skupenstva a vytvára fialovú paru.
3. Naftalén: Používa sa na ochranu oblečenia pred moľami, guľôčky proti moliam pomaly sublimujú a uvoľňujú výpary, ktoré odpudzujú hmyz.
4. Káva sušená mrazom: Lyofilizovaná káva je príkladom sublimácie v potravinárskom priemysle. Proces lyofilizácie zahŕňa rýchle odstránenie vody prostredníctvom sublimácie, čím sa zachová chuť a aróma kávy.
5. Potlač odevov: Sublimácia sa používa v technike potlače odevov, kde sa atrament premení na plyn a prenikne do látky, čím vznikne kvalitný a odolný dizajn.
6. Sneh a ľad: V chladnom a suchom podnebí môžu sneh a ľad sublimovať priamo do vodnej pary a obchádzať kvapalné skupenstvo.
7. Anhydrid síry: Oxid siričitý, chemická zlúčenina používaná pri konzervovaní potravín, môže pri izbovej teplote sublimovať.
8. Čerstvý vzduch: Chladný horský vzduch je výsledkom sublimácie ľadu a snehu vo vysokých nadmorských výškach, ktoré uvoľňujú vlhkosť do vzduchu a prečisťujú ho.
9. Čistenie vody: Sublimácia sa môže použiť na čistenie kontaminovanej vody jej odparovaním za kontrolovaných podmienok a zachytávaním čistej pary.
10. Sušené kvety: Sublimácia sa používa v priemysle sušených kvetov na odstránenie vody z kvetov bez ovplyvnenia ich vzhľadu a farby.
11. tuhé osviežovače vzduchu: Tuhé osviežovače vzduchu fungujú tak, že sublimujú svoje aromatické zložky a uvoľňujú do vzduchu príjemné vône.
12. Tyčinkové deodoranty: Niektoré tyčinkové deodoranty používajú látky, ktoré pomaly sublimujú a uvoľňujú antimikrobiálne zlúčeniny alebo vône, ktoré neutralizujú nepríjemné pachy.
13. Astronautská zmrzlina: Lyofilizovaná zmrzlina je príkladom sublimácie aplikovanej na potraviny. Voda sa zo zmrzliny odstraňuje sublimáciou, čo umožňuje jej konzerváciu bez potreby chladenia.
14. Čistenie vzduchu: Niektoré systémy na čistenie vzduchu používajú sublimáciu na odstránenie nečistôt a pachov prostredia, tým, že znečisťujúce častice priľnú k pevnému materiálu, ktorý je následne sublimuje.
15. gáfor: Gáfor, tuhá zlúčenina, ktorá sublimuje pri izbovej teplote, sa používa v produktoch osobnej starostlivosti a ako repelent proti hmyzu.
16. Odvlhčovanie: V oblastiach s vysokou vlhkosťou možno použiť sublimáciu na odstránenie prebytočnej vlhkosti vzduchu, tým, že voda sublimuje priamo zo vzduchu a kondenzuje na povrchu chladný.
17. Tryskanie suchým ľadom: Tryskanie suchým ľadom používa suchý ľad na odstránenie nečistôt, farby alebo nečistôt povrchov sublimáciou, ktorá zabraňuje poškodeniu povrchu a minimalizuje použitie prípravkov chemikálie.
18. Farba v spreji: Niektoré laky v spreji obsahujú rozpúšťadlá, ktoré rýchlo sublimujú, čo uľahčuje nanášanie farby a rýchlejšie schne.
19. Údržba ľadovej plochy: Stroje na úpravu ľadu, ako napríklad Zambonis, využívajú sublimáciu na udržanie povrchu ľadových plôch v optimálnom stave. Tieto stroje zoškrabú a zarovnajú povrch ľadu a nanesú tenkú vrstvu vody, ktorá rýchlo sublimuje a vytvorí hladký a rovný povrch.
20. Ľadovce a ľadové útvary: V chladných oblastiach s vysokou nadmorskou výškou hrá sublimácia dôležitú úlohu pri tvorbe a pohybe ľadovcov a pri tvorbe ľadových štruktúr, ako sú kajúcnice a séraky. Tieto javy sa vyskytujú, keď ľad a sneh sublimujú a ukladajú sa v iných oblastiach, čím vznikajú jedinečné a veľkolepé útvary.

10 príkladov priamej sublimácie

1. Suchý ľad: Suchý ľad sa mení na plynný oxid uhličitý bez toho, aby prešiel kvapalnou fázou.
2. Jód: Pevný jód sa pri zahrievaní mení na fialové výpary.
3. Gáfor: Pevný gáfor sa pomaly vyparuje na vzduch a mení sa na plyn.
4. Naftalén: Naftalín sa pomaly vyparuje do vzduchu a uvoľňuje charakteristický zápach.
5. Pevný dusík: Pevný dusík sa za určitých podmienok nízkej teploty a tlaku premieňa na plynný dusík.
6. Pevný amoniak: Pevný amoniak sa za určitých podmienok nízkej teploty a tlaku premieňa na plynný amoniak.
7. Arzén: Pevný arzén sa pri vysokých teplotách premieňa na pary arzénu bez toho, aby prešiel kvapalnou fázou.
8. Chlorid strieborný: Pevný chlorid strieborný sa pri vysokých teplotách mení na pary chloridu strieborného.
9. Benzén: Benzén v tuhej forme sa pri nízkych teplotách mení na benzénové pary.
10. Kyselina benzoová: Tuhá kyselina benzoová sa jemným zahriatím premení na výpary kyseliny benzoovej.

10 príkladov reverznej sublimácie

1. Mráz: Vodná para vo vzduchu sa na studených oknách a povrchoch mení na ľad bez toho, aby prešla kvapalnou fázou.
2. Depozícia suchým ľadom: Plynný oxid uhličitý sa premení na suchý ľad bez toho, aby prešiel kvapalnou fázou.
3. Jódové kryštály: Jódové pary sa ochladzujú a tvoria pevné kryštály jódu.
4. Naftalén: Pary naftalénu kondenzujú a vytvárajú pevné kryštály naftalénu.
5. Pevný dusík: Plynný dusík sa za určitých podmienok nízkej teploty a tlaku mení na pevný dusík.
6. Pevný amoniak: Plynný amoniak sa za určitých podmienok nízkej teploty a tlaku mení na pevný amoniak.
7. Arzén: Pary arzénu sa ochladzujú a stávajú sa pevným arzénom bez toho, aby prešli kvapalnou fázou.
8. Chlorid strieborný: Pary chloridu strieborného sa ochladzujú a vytvárajú pevný chlorid strieborný.
9. Benzén: Pary benzénu sa ochladzujú a tvoria pevné kryštály benzénu.
10. Kyselina benzoová: Pary kyseliny benzoovej sa ochladzujú a menia sa na pevnú kyselinu benzoovú.

10 príkladov sublimácie v priemysle

1. Lyofilizácia vo farmaceutickom priemysle: Sublimácia sa používa v liekoch na sušenie mrazom, ako sú vakcíny, antibiotiká a hormóny, aby sa zachovala ich účinnosť a dlhodobá stabilita.
2. Výroba integrovaných obvodov: Polovodičový priemysel využíva sublimáciu na nanášanie ultratenkých vrstiev materiálov na integrované obvody, čím sa zlepšuje ich výkon a účinnosť.
3. Výroba OLED obrazoviek: Sublimácia sa používa pri výrobe displejov s organickými svetelnými diódami (OLED), v ktorých sa vákuovou sublimáciou nanášajú tenké vrstvy organických zlúčenín.
4. Ochranné nátery: Sublimácia sa používa pri nanášaní ochranných náterov, napríklad na báze zlúčenín kremík, na zlepšenie odolnosti proti korózii a opotrebovaniu kovových častí a iných materiálov.
5. Výroba pigmentu: Sublimácia sa používa pri výrobe vysoko čistých pigmentov, ako je biely fosfor a oxid titaničitý, ktoré sa používajú pri výrobe farieb a plastov.
6. Tvorba nanomateriálov: Sublimácia je technika používaná pri syntéze nanomateriálov, ako sú uhlíkové nanorúrky a grafén, ktoré majú uplatnenie v elektronike, energetike a medicíne.
7. Obnova drahých kovov: Sublimácia sa používa pri získavaní drahých kovov, ako je zlato a striebro, z elektronických súčiastok a iného odpadu prostredníctvom procesov čistenia a rafinácie.
8. Textilný priemysel: Sublimácia sa používa pri digitálnej potlači textilu, pri ktorej sa farbivá sublimujú a prenikajú do vlákien látky, čím vytvárajú odolné a trvácne vzory.
9. Výroba optického skla: Sublimácia sa používa pri čistení materiálov používaných pri výrobe vysokokvalitného optického skla, ako je fluorid vápenatý, ktorý sa používa v šošovkách a hranoloch.
10. Priemysel chladenia a klimatizácie: Sublimácia sa používa v chladiacich a klimatizačných systémoch, ktoré využívajú tuhé materiály, ktoré sa menia materiály, ako sú materiály s fázovou zmenou (PCM), na efektívne ukladanie a uvoľňovanie tepelnej energie.

10 sublimačných látok

1. Oxid uhličitý (CO2): Vo svojej tuhej forme, známej ako suchý ľad, môže oxid uhličitý pri atmosférickom tlaku a izbovej teplote ľahko sublimovať a prechádzať priamo do plynného stavu.

2. Jód (I2): Pevný jód môže pri miernom zahriatí sublimovať a vytvárať tmavofialové výpary jódu, ktoré obchádzajú kvapalnú fázu.

3. Pevný dusík (N2): Aj keď je to menej bežné ako suchý ľad, pevný dusík môže tiež sublimovať za určitých podmienok nízkej teploty a tlaku.

4. Amoniak (NH3): Hoci je pri izbovej teplote normálne v plynnom stave, tuhý amoniak môže sublimovať za podmienok nízkej teploty a tlaku.

5. Gáfor (C10H16O): Gáfor je tuhá zlúčenina, ktorá pri izbovej teplote pomaly sublimuje a uvoľňuje výpary s charakteristickým zápachom.

6. Naftalén (C10H8): Naftalén, bežne známy ako naftalén, je tuhá zlúčenina, ktorá pri izbovej teplote pomaly sublimuje a uvoľňuje výpary s charakteristickým zápachom.

7. Arzén (As): Arzén je chemický prvok, ktorý môže sublimovať pri vyšších teplotách, okolo 615 °C, bez toho, aby prešiel cez kvapalnú fázu.

8. Benzén (C6H6): Hoci je benzén pri izbovej teplote kvapalný, môže sublimovať, keď je vo forme pevných kryštálov pri nižších teplotách.

9. Chlorid strieborný (AgCl): Chlorid strieborný je tuhá zlúčenina, ktorá môže sublimovať pri vysokých teplotách (okolo 400 °C), pričom prechádza priamo do plynného stavu bez toho, aby prešla cez kvapalnú fázu.

10. Kyselina benzoová (C6H5COOH): Kyselina benzoová je tuhá zlúčenina, ktorá môže sublimovať pri miernom zahriatí, pričom obchádza kvapalnú fázu.

Faktory ovplyvňujúce sublimáciu

1. teplota: Teplota je jedným z najdôležitejších faktorov ovplyvňujúcich sublimáciu. So zvyšujúcou sa teplotou molekuly pevnej látky získavajú energiu a pohybujú sa rýchlejšie, čím uľahčujú prechod do plynného skupenstva. Pri nižších teplotách bude sublimácia pomalšia alebo sa nemusí vyskytnúť vôbec.
2. tlak: Rozhodujúcu úlohu pri sublimácii zohráva aj tlak. Pri nízkom tlaku môžu molekuly na povrchu pevnej látky ľahšie uniknúť do plynného skupenstva. Pri vyššom tlaku je pre molekuly ťažšie uniknúť a sublimácia môže byť pomalšia alebo sa nevyskytuje vôbec.
3. Povrchová oblasť: Čím väčší je povrch, tým viac molekúl je vystavených prostrediu, čo uľahčuje prechod do plynného skupenstva. Preto môže byť sublimácia rýchlejšia v látkach s väčším povrchom.
4. RH: Relatívna vlhkosť okolitého prostredia môže ovplyvniť sublimáciu. V podmienkach nízkej vlhkosti môže sublimácia prebiehať rýchlejšie, pretože vo vzduchu je menej molekúl vody, ktoré môžu súťažiť s molekulami, ktoré sublimujú. Vo vlhkom prostredí môže byť sublimácia pomalšia v dôsledku prítomnosti väčšieho množstva molekúl vody vo vzduchu.
5. Čistota látky: Prítomnosť nečistôt v pevnej látke môže ovplyvniť rýchlosť sublimácie.
6. Environmentálne podmienky: Sublimáciu môžu ovplyvniť aj faktory ako vietor a slnečné žiarenie. Vietor môže urýchliť sublimáciu zvýšením rýchlosti prenosu tepla a rýchlym odstránením sublimovaných molekúl z povrchu pevnej látky. Slnečné žiarenie môže poskytnúť dodatočnú energiu na sublimáciu, najmä v látkach, ktoré dobre absorbujú slnečné svetlo.

experiment chemickej sublimácie

Oddelenie soli a jódu

Máme zmes chloridu sodného (bežná soľ) a jódu. Na ich oddelenie v laboratóriu sa používa nasledujúci materiál:

1 zapaľovač
1 mriežka
1 banka
1 hodinové sklíčko

Ľad:

Zmes jódovej soli sa vloží do banky prikrytej hodinovým sklíčkom, na ktorú je položený ľad. Zmes sa zahrieva v horáku a začne sa uvoľňovať fialová para.

Ide o sublimovaný jód, ktorý prešiel z pevného do plynného stavu. Keď sa tento plyn dotkne hodinového sklíčka, ktoré má nízku teplotu, usadzuje sa a vytvára pevné kryštály jódu. Toto je reverzná sublimácia.