50 primerov sublimacije >Neposredna, obratna, vsakdanje življenje

Sublimacija je kemijski in fizikalni proces, pri katerem snov preide neposredno iz trdnega stanja v plinasto stanje, brez prehoda skozi tekoče stanje ali iz plinastega stanja v trdno stanje brez prehoda skozi stanje tekočina. Ta pojav je pomemben v kemiji in vsakdanjem življenju, saj je prisoten v različnih procesih in aplikacijah.

Kemijska sublimacija je proces, na katerega vpliva več dejavnikov, vključno s temperaturo, tlak, površina, relativna vlažnost, čistost snovi in ​​pogoji okolje.

Vrste kemične sublimacije

1. neposredna sublimacija

Nastane, ko se trdna snov pretvori neposredno v plin, ne da bi šla skozi tekoče stanje.

2. povratna sublimacija

Znan tudi kot odlaganje, je proces, ki je nasproten neposredni sublimaciji. V tem primeru se snov v plinastem stanju spremeni neposredno v trdno snov.

20 primerov sublimacije v vsakdanjem življenju

1. Suhi led (trden ogljikov dioksid): Je pogost primer sublimacije. Ko je suh led izpostavljen zraku, se spremeni v plin ogljikov dioksid, ne da bi šel skozi tekoče stanje.
2. jod: Jod je element, ki je pri segrevanju sublimiran. Prehaja iz trdnega stanja v plinasto stanje in tvori vijolično paro.
3. Naftalen: Uporabljajo se za zaščito oblačil pred molji, naftalin pa počasi sublimira, pri čemer se sproščajo hlapi, ki odganjajo insekte.
4. Zamrznjena kava: Liofilizirana kava je primer sublimacije v prehrambeni industriji. Postopek sušenja z zamrzovanjem vključuje hitro odstranitev vode s sublimacijo, s čimer se ohranita okus in aroma kave.
5. Tisk oblačil: Sublimacija se uporablja v tehniki tiskanja na oblačila, kjer se črnilo spremeni v plin in prodre v tkanino ter ustvari visokokakovosten, obstojen dizajn.
6. Sneg in led: V mrzlih, suhih podnebjih lahko sneg in led sublimirata neposredno v vodno paro, mimo tekočega stanja.
7. Žveplov anhidrid: Žveplov dioksid, kemična spojina, ki se uporablja pri konzerviranju hrane, lahko sublimira pri sobni temperaturi.
8. Svež zrak: Hladen gorski zrak je posledica sublimacije ledu in snega na visokih nadmorskih višinah, ki v zrak sproščata vlago in ga čistita.
9. Čiščenje vode: Sublimacijo lahko uporabimo za čiščenje onesnažene vode z izhlapevanjem pod nadzorovanimi pogoji in zajemanjem čiste pare.
10. Posušeno cvetje: Sublimacija se uporablja v industriji suhega cvetja za odstranjevanje vode iz rož brez vpliva na njihov videz in barvo.
11. trdni osvežilci zraka: Trdni osvežilci zraka delujejo tako, da sublimirajo svoje aromatične sestavine in v zrak sproščajo prijetne dišave.
12. Dezodoranti v stiku: Nekateri deodoranti v stiku uporabljajo snovi, ki počasi sublimirajo in sproščajo protimikrobne spojine ali dišave, ki nevtralizirajo neprijetne vonjave.
13. Astronavtski sladoled: Liofiliziran sladoled je primer sublimacije hrane. Voda se iz sladoleda odstrani s sublimacijo, kar omogoča njegovo konzerviranje brez potrebe po hlajenju.
14. Čiščenje zraka: Nekateri sistemi za čiščenje zraka uporabljajo sublimacijo za odstranjevanje onesnaževalcev in vonjav iz okolje, tako da povzroči, da se onesnažujoči delci oprimejo trdnega materiala, ki se kasneje sublimira.
15. kafra: Kafra, trdna spojina, ki sublimira pri sobni temperaturi, se uporablja v izdelkih za osebno nego in kot repelent za insekte.
16. Razvlaževanje: Na območjih z visoko vlažnostjo se lahko sublimacija uporabi za odstranitev odvečne vlage iz zrak, tako da povzroči sublimacijo vode neposredno iz zraka in kondenzacijo na površini hladno.
17. Peskanje s suhim ledom: Peskanje s suhim ledom uporablja suh led za odstranjevanje umazanije, barve ali onesnaževalcev površin s sublimacijo, ki preprečuje poškodbe površine in minimalizira porabo izdelkov kemikalije.
18. Barva v spreju: Nekateri barvni spreji vsebujejo topila, ki hitro sublimirajo, zaradi česar je nanos barve lažji in hitrejše sušenje.
19. Vzdrževanje drsališča: Stroji za kondicioniranje ledu, kot je Zambonis, uporabljajo sublimacijo za ohranjanje površine drsališč v optimalnem stanju. Ti stroji strgajo in izravnajo površino ledu ter nanesejo tanko plast vode, ki hitro sublimira in ustvari gladko, enakomerno površino.
20. Ledeniki in ledene formacije: V hladnih, visokogorskih regijah ima sublimacija pomembno vlogo pri nastajanju in gibanju ledenikov ter pri nastajanju ledenih struktur, kot so peniteni in seraki. Ti pojavi se pojavijo, ko led in sneg sublimirata in se odlagata na drugih območjih, kar povzroči edinstvene in spektakularne formacije.

10 primerov neposredne sublimacije

1. Suhi led: Suhi led se spremeni v plin ogljikov dioksid, ne da bi šel skozi tekočo fazo.
2. Jod: Trden jod se pri segrevanju spremeni v vijolične pare.
3. Kafra: Trdna kafra počasi izhlapeva v zrak in se spremeni v plin.
4. Naftalin: kroglice naftalina počasi izhlapevajo v zrak in sproščajo značilen vonj.
5. Trden dušik: Trden dušik se pod določenimi pogoji nizke temperature in tlaka pretvori v dušikov plin.
6. Trden amoniak: Trden amoniak se pod določenimi pogoji nizke temperature in tlaka pretvori v plinasti amoniak.
7. Arzen: Trden arzen se pri visokih temperaturah spremeni v arzenove hlape, ne da bi šel skozi tekočo fazo.
8. Srebrov klorid: Trden srebrov klorid se pri visokih temperaturah pretvori v hlape srebrovega klorida.
9. Benzen: Benzen v trdni obliki se pri nizkih temperaturah spremeni v benzenove hlape.
10. Benzojska kislina: Trdna benzojska kislina se pri rahlem segrevanju spremeni v hlape benzojske kisline.

10 primerov povratne sublimacije

1. Zmrzal: Vodna para v zraku se na hladnih oknih in površinah spremeni v led, ne da bi šla skozi tekočo fazo.
2. Odlaganje suhega ledu: plin ogljikov dioksid se pretvori v suh led, ne da bi šel skozi tekočo fazo.
3. Kristali joda: pare joda se ohladijo in tvorijo trdne kristale joda.
4. Naftalen: Hlapi naftalena kondenzirajo in tvorijo trdne kristale naftalena.
5. Trden dušik: Dušikov plin se pod določenimi pogoji nizke temperature in tlaka pretvori v trdni dušik.
6. Trden amoniak: Plin amoniak se pod določenimi pogoji nizke temperature in tlaka pretvori v trden amoniak.
7. Arzen: Arzenovi hlapi se ohladijo in postanejo trden arzen, ne da bi šli skozi tekočo fazo.
8. Srebrov klorid: Hlapi srebrovega klorida se ohladijo in tvorijo trden srebrov klorid.
9. Benzen: Hlapi benzena se ohladijo in tvorijo trdne kristale benzena.
10. Benzojska kislina: Hlapi benzojske kisline se ohladijo in spremenijo v trdno benzojsko kislino.

10 primerov sublimacije v industriji

1. Liofilizacija v farmacevtski industriji: Sublimacija se uporablja pri liofiliziranih zdravilih, kot so cepiva, antibiotiki in hormoni, da se ohrani njihova učinkovitost in dolgoročna stabilnost.
2. Proizvodnja integriranih vezij: Industrija polprevodnikov uporablja sublimacijo za nanos ultratankih plasti materialov na integrirana vezja, s čimer izboljša njihovo zmogljivost in učinkovitost.
3. Proizvodnja OLED zaslonov: Sublimacija se uporablja pri izdelavi zaslonov z organskimi svetlečimi diodami (OLED), pri katerih se z vakuumsko sublimacijo nanesejo tanke plasti organskih spojin.
4. Zaščitni premazi: Sublimacija se uporablja pri nanosu zaščitnih premazov, na primer na osnovi spojin silicij, za izboljšanje odpornosti proti koroziji in obrabi v kovinskih delih in drugo materialov.
5. Proizvodnja pigmenta: Sublimacija se uporablja pri proizvodnji pigmentov visoke čistosti, kot sta beli fosfor in titanov dioksid, ki se uporabljajo pri proizvodnji barv in plastike.
6. Ustvarjanje nanomaterialov: Sublimacija je tehnika, ki se uporablja pri sintezi nanomaterialov, kot so ogljikove nanocevke in grafen, ki se uporabljajo v elektroniki, energetiki in medicini.
7. Pridobivanje plemenitih kovin: Sublimacija se uporablja pri pridobivanju plemenitih kovin, kot sta zlato in srebro, iz elektronskih komponent in drugih odpadkov s postopki čiščenja in rafiniranja.
8. Tekstilna industrija: Sublimacija se uporablja pri digitalnem tisku na tekstil, pri katerem se barvila sublimirajo in prodrejo v vlakna tkanine ter ustvarijo odporne in trpežne dizajne.
9. Proizvodnja optičnega stekla: Sublimacija se uporablja pri čiščenju materialov, ki se uporabljajo pri izdelavi visokokakovostnega optičnega stekla, kot je kalcijev fluorid, ki se uporablja v lečah in prizmah.
10. Industrija hlajenja in klimatizacije: Sublimacija se uporablja v hladilnih in klimatskih sistemih, ki uporabljajo trdne materiale, ki se spreminjajo materiali, kot so materiali s fazno spremembo (PCM), za učinkovito shranjevanje in sproščanje toplotne energije.

10 snovi, ki jih je mogoče sublimirati

1. Ogljikov dioksid (CO2): V svoji trdni obliki, znani kot suhi led, lahko ogljikov dioksid zlahka sublimira pri atmosferskem tlaku in sobni temperaturi ter se spremeni neposredno v plinasto stanje.

2. Jod (I2): Trden jod lahko pri rahlem segrevanju sublimira in tvori temno vijolične jodove pare, ki obidejo tekočo fazo.

3. Trden dušik (N2): Čeprav je manj pogost kot suhi led, lahko trdni dušik tudi sublimira pod določenimi pogoji nizke temperature in tlaka.

4. Amoniak (NH3): Čeprav je pri sobni temperaturi običajno v plinastem stanju, lahko trdni amoniak sublimira v pogojih nizke temperature in tlaka.

5. Kafra (C10H16O): Kafra je trdna spojina, ki pri sobni temperaturi počasi sublimira in sprošča hlape z značilnim vonjem.

6. Naftalen (C10H8): Naftalen, splošno znan kot naftalen, je trdna spojina, ki pri sobni temperaturi počasi sublimira, pri čemer se sproščajo hlapi z značilnim vonjem.

7. arzen (as): Arzen je kemični element, ki lahko sublimira pri višjih temperaturah, okoli 615 °C, ne da bi šel skozi tekočo fazo.

8. Benzen (C6H6): Čeprav je benzen pri sobni temperaturi tekočina, lahko sublimira, ko je pri nižjih temperaturah v obliki trdnih kristalov.

9. Srebrov klorid (AgCl): Srebrov klorid je trdna spojina, ki lahko sublimira pri visokih temperaturah (okoli 400 °C) in preide neposredno v plinasto stanje, ne da bi šla skozi tekočo fazo.

10. Benzojeva kislina (C6H5COOH): Benzojska kislina je trdna spojina, ki lahko pri rahlem segrevanju sublimira, mimo tekoče faze.

Dejavniki, ki vplivajo na sublimacijo

1. Temperatura: Temperatura je eden najpomembnejših dejavnikov, ki vplivajo na sublimacijo. S povišanjem temperature molekule trdne snovi pridobivajo energijo in se gibljejo hitreje ter tako lažje prehajajo v plinasto stanje. Pri nižjih temperaturah bo sublimacija počasnejša ali pa je sploh ne bo.
2. Pritisk: Tlak ima tudi ključno vlogo pri sublimaciji. Pri nizkem tlaku lahko molekule na površini trdne snovi lažje preidejo v plinasto stanje. Pri višjih tlakih molekule težje uidejo, sublimacija pa je lahko počasnejša ali pa sploh ne pride.
3. Površinsko območje: Večja kot je površina, več molekul je izpostavljenih okolju, kar olajša prehod v plinasto stanje. Zato je lahko sublimacija hitrejša pri snoveh z večjo površino.
4. RH: Relativna vlažnost okolja lahko vpliva na sublimacijo. V pogojih nizke vlažnosti lahko do sublimacije pride hitreje, saj je v zraku manj molekul vode, ki lahko tekmujejo z molekulami, ki sublimirajo. V vlažnem okolju je lahko sublimacija počasnejša zaradi prisotnosti več molekul vode v zraku.
5. Čistost snovi: Prisotnost nečistoč v trdni snovi lahko vpliva na hitrost sublimacije.
6. Okoljske razmere: Na sublimacijo lahko vplivajo tudi dejavniki, kot sta veter in sončno sevanje. Veter lahko pospeši sublimacijo s povečanjem hitrosti prenosa toplote in hitrim odstranjevanjem sublimiranih molekul s površine trdne snovi. Sončno sevanje lahko zagotovi dodatno energijo za sublimacijo, zlasti pri snoveh, ki dobro absorbirajo sončno svetlobo.

kemični sublimacijski poskus

Ločevanje soli in joda

Imamo mešanico natrijevega klorida (navadne soli) in joda. Za njihovo ločevanje v laboratoriju se uporablja naslednji material:

1 vžigalnik
1 mreža
1 bučko
1 urno steklo

Led:

Mešanico jodove soli damo v bučko, pokrijemo z urnim steklom, na katerega položimo led. Zmes se segreje v gorilniku in začne se sproščati škrlatna para.

To je sublimirani jod, ki je prešel iz trdnega v plinasto stanje. Ko se ta plin dotakne stekla ure, ki je pri nizki temperaturi, se odloži in tvori trdne kristale joda. To je obratna sublimacija.