50 прикладів сублімації >Пряма, зворотна, повсякденне життя

Сублімація - це хімічний і фізичний процес, під час якого речовина переходить безпосередньо з твердого стану в газоподібний стан без переходу через рідкий стан або з газоподібного стану в твердий без переходу через стан рідина. Це явище актуальне в хімії та в повсякденному житті, оскільки воно присутнє в різних процесах і застосуваннях.

Хімічна сублімація – це процес, на який впливають численні фактори, включаючи температуру, тиск, площа поверхні, відносна вологість, чистота речовини та умови екологічні.

Види хімічної сублімації

1. пряма сублімація

Це відбувається, коли тверда речовина перетворюється безпосередньо в газ, не проходячи через рідкий стан.

2. зворотна сублімація

Також відомий як осадження, це процес, протилежний прямій сублімації. При цьому речовина в газоподібному стані перетворюється безпосередньо в тверде.

20 прикладів сублімації в повсякденному житті

1. Сухий лід (твердий вуглекислий газ): Це поширений приклад сублімації. Коли сухий лід потрапляє на повітря, він перетворюється на вуглекислий газ, не переходячи в рідкий стан.
2. йод: Йод є елементом, який піддається сублімації при нагріванні. Він переходить із твердого стану в газоподібний, утворюючи фіолетову пару.
3. Нафталін: Використовуються для захисту одягу від молі, нафталінові кульки повільно сублімуються, вивільняючи пари, які відлякують комах.
4. Ліофілізована кава: Ліофілізована кава є прикладом сублімації в харчовій промисловості. Процес сублімації передбачає швидке видалення води шляхом сублімації, що зберігає смак і аромат кави.
5. Друк на одязі: Сублімація використовується в техніці друку на одязі, коли чорнило перетворюється на газ і проникає в тканину, створюючи високоякісний, міцний дизайн.
6. Сніг і лід: У холодному сухому кліматі сніг і лід можуть сублімувати безпосередньо у водяну пару, минаючи рідкий стан.
7. ангідрид сірки: Діоксид сірки, хімічна сполука, яка використовується для консервування харчових продуктів, може сублімувати при кімнатній температурі.
8. Свіже повітря: Прохолодне гірське повітря є результатом сублімації льоду та снігу на великих висотах, які виділяють вологу в повітря та очищають його.
9. Очищення води: Сублімацію можна використовувати для очищення забрудненої води шляхом її випаровування в контрольованих умовах і вловлювання чистої пари.
10. Сухоцвіти: Сублімація використовується у виробництві сухих квітів для видалення води з квітів, не впливаючи на їхній зовнішній вигляд і колір.
11. тверді освіжувачі повітря: Тверді освіжувачі повітря сублімують свої ароматичні компоненти, вивільняючи в повітря приємні аромати.
12. Стік-дезодоранти: У деяких дезодорантах-стіках використовуються речовини, які повільно сублімуються та виділяють антимікробні сполуки або ароматизатори, які нейтралізують неприємні запахи.
13. Морозиво космонавта: Ліофілізоване морозиво є прикладом сублімації, застосованої до їжі. Вода видаляється з морозива шляхом сублімації, що дозволяє його зберігати без необхідності охолодження.
14. Очищення повітря: Деякі системи очищення повітря використовують сублімацію для видалення забруднюючих речовин і запахів навколишньому середовищі, спричиняючи прилипання забруднюючих частинок до твердого матеріалу, який згодом сублімує.
15. камфора: Камфора, тверда сполука, яка сублімується при кімнатній температурі, використовується в засобах особистої гігієни та як засіб від комах.
16. Осушення: У приміщеннях з підвищеною вологістю можна використовувати сублімацію для видалення зайвої вологи з повітря, викликаючи сублімацію води безпосередньо з повітря та конденсацію на поверхні холодний.
17. Очищення сухим льодом: Струминна очистка сухим льодом використовує сухий лід для видалення бруду, фарби або забруднень поверхні шляхом сублімації, що запобігає пошкодженню поверхні та мінімізує використання продуктів хімікалії.
18. Спрей-фарба: Деякі фарби-спреї містять розчинники, які швидко сублімуються, полегшуючи нанесення фарби та пришвидшуючи висихання.
19. Обслуговування ковзанки: Машини для кондиціонування льоду, такі як Zambonis, використовують сублімацію, щоб підтримувати поверхню льодових майданчиків в оптимальному стані. Ці машини очищають і вирівнюють поверхню льоду та наносять тонкий шар води, яка швидко сублімується, створюючи гладку рівну поверхню.
20. Льодовики та крижані утворення: У холодних високогірних регіонах сублімація відіграє важливу роль у формуванні та русі льодовиків і у формуванні льодових структур, таких як пенітенти та сераки. Ці явища відбуваються, коли лід і сніг сублімуються та осідають в інших областях, утворюючи унікальні та вражаючі утворення.

10 прикладів прямої сублімації

1. Сухий лід: сухий лід перетворюється на вуглекислий газ, не проходячи через рідку фазу.
2. Йод: твердий йод при нагріванні перетворюється на фіолетові пари.
3. Камфора: тверда камфора повільно випаровується в повітря і перетворюється на газ.
4. Нафталін: нафталін повільно випаровується в повітря, виділяючи характерний запах.
5. Твердий азот: твердий азот перетворюється на газоподібний азот за певних умов низької температури та тиску.
6. Твердий аміак: твердий аміак перетворюється на газоподібний аміак за певних умов низької температури та тиску.
7. Миш'як: твердий миш'як перетворюється на пари миш'яку при високих температурах, не проходячи через рідку фазу.
8. Хлорид срібла: твердий хлорид срібла перетворюється на пари хлориду срібла за високих температур.
9. Бензол: бензол у твердій формі перетворюється на пари бензолу при низьких температурах.
10. Бензойна кислота: тверда бензойна кислота перетворюється на пари бензойної кислоти при легкому нагріванні.

10 прикладів зворотної сублімації

1. Іній: водяна пара в повітрі перетворюється на лід на холодних вікнах і поверхнях, не проходячи через рідку фазу.
2. Відкладення сухого льоду: вуглекислий газ перетворюється на сухий лід, не проходячи через рідку фазу.
3. Кристали йоду: пари йоду охолоджуються й утворюють тверді кристали йоду.
4. Нафталін: пари нафталіну конденсуються та утворюють тверді кристали нафталіну.
5. Твердий азот: газоподібний азот перетворюється на твердий азот за певних умов низької температури та тиску.
6. Твердий аміак: газоподібний аміак перетворюється на твердий аміак за певних умов низької температури та тиску.
7. Миш'як: Пари миш'яку охолоджуються і стають твердим миш'яком, не проходячи через рідку фазу.
8. Хлорид срібла: пари хлориду срібла охолоджуються, утворюючи твердий хлорид срібла.
9. Бензол: пари бензолу охолоджуються і утворюють тверді кристали бензолу.
10. Бензойна кислота: пари бензойної кислоти охолоджуються і перетворюються на тверду бензойну кислоту.

10 прикладів сублімації в промисловості

1. Ліофілізація у фармацевтичній промисловості: Сублімація використовується в ліофілізованих ліках, таких як вакцини, антибіотики та гормони, щоб зберегти їхню ефективність і довгострокову стабільність.
2. Виробництво інтегральних схем: Напівпровідникова промисловість використовує сублімацію для нанесення надтонких шарів матеріалів на інтегральні схеми, покращуючи їх продуктивність і ефективність.
3. Виробництво OLED екранів: Сублімація використовується у виробництві дисплеїв на органічних світлодіодах (OLED), у яких тонкі шари органічних сполук осаджують за допомогою сублімації у вакуумі.
4. Захисні покриття: Сублімація використовується при нанесенні захисних покриттів, наприклад на основі компаундів кремній, для підвищення стійкості до корозії та зношування металевих частин та інше матеріалів.
5. Виробництво пігменту: Сублімація використовується у виробництві пігментів високої чистоти, таких як білий фосфор і діоксид титану, які використовуються у виробництві фарб і пластмас.
6. Створення наноматеріалів: Сублімація — це техніка, яка використовується для синтезу наноматеріалів, таких як вуглецеві нанотрубки та графен, які застосовуються в електроніці, енергетиці та медицині.
7. Відновлення дорогоцінних металів: Сублімація використовується для відновлення дорогоцінних металів, таких як золото та срібло, з електронних компонентів та інших відходів за допомогою процесів очищення та рафінування.
8. Текстильна промисловість: Сублімація використовується в цифровому текстильному друку, під час якого барвники сублімуються та проникають у волокна тканини, створюючи стійкі та довговічні малюнки.
9. Виробництво оптичного скла: Сублімація використовується для очищення матеріалів, які використовуються у виробництві високоякісного оптичного скла, наприклад, фториду кальцію, який використовується в лінзах і призмах.
10. Промисловість холодильного обладнання та кондиціонування повітря: Сублімація використовується в системах охолодження та кондиціонування повітря, які використовують тверді матеріали, які змінюються матеріали, такі як матеріали зі зміною фази (PCM), для ефективного зберігання та вивільнення теплової енергії.

10 речовин, які можна сублімувати

1. Вуглекислий газ (CO2): У своїй твердій формі, відомій як сухий лід, вуглекислий газ може легко сублімувати при атмосферному тиску та кімнатній температурі, перетворюючись безпосередньо в газоподібний стан.

2. Йод (I2): Твердий йод може сублімувати при легкому нагріванні, утворюючи темно-фіолетові пари йоду, минаючи рідку фазу.

3. Твердий азот (N2): Хоча твердий азот менш поширений, ніж сухий лід, твердий азот також може сублімувати за певних умов низької температури та тиску.

4. Аміак (NH3): Хоча він зазвичай знаходиться в газоподібному стані при кімнатній температурі, твердий аміак може сублімувати в умовах низької температури і тиску.

5. Камфора (C10H16O): Камфора — це тверда сполука, яка повільно сублімується при кімнатній температурі, виділяючи пари з характерним запахом.

6. Нафталін (C10H8): Нафталін, широко відомий як нафталін, є твердою сполукою, яка повільно сублімується при кімнатній температурі, виділяючи пари з характерним запахом.

7. Миш'як (As): Миш'як є хімічним елементом, який може сублімуватися при вищих температурах, близько 615 °C, не проходячи через рідку фазу.

8. Бензол (C6H6): Хоча бензол є рідиною при кімнатній температурі, він може сублімувати, коли він знаходиться у формі твердих кристалів при нижчих температурах.

9. Хлорид срібла (AgCl): Хлорид срібла є твердою сполукою, яка може сублімуватись при високих температурах (близько 400 °C), переходячи безпосередньо в газоподібний стан, не проходячи через рідку фазу.

10. Бензойна кислота (C6H5COOH): Бензойна кислота є твердою сполукою, яка може сублімувати при легкому нагріванні, минаючи рідку фазу.

Фактори, що впливають на сублімацію

1. температура: Температура є одним з найважливіших факторів, що впливають на сублімацію. З підвищенням температури молекули твердої речовини набирають енергію і рухаються швидше, полегшуючи перехід у газоподібний стан. При більш низьких температурах сублімація буде відбуватися повільніше або може не відбуватися зовсім.
2. Тиск: Тиск також відіграє вирішальну роль у сублімації. При низькому тиску молекули на поверхні твердого тіла можуть легше переходити в газоподібний стан. При більш високому тиску молекулам важче вийти, і сублімація може відбуватися повільніше або взагалі не відбуватися.
3. Поверхнева площа: Чим більше площа поверхні, тим більше молекул піддається впливу навколишнього середовища, що полегшує перехід у газоподібний стан. Тому сублімація може відбуватися швидше в речовинах з більшою площею поверхні.
4. RH: Відносна вологість навколишнього середовища може впливати на сублімацію. В умовах низької вологості сублімація може відбуватися швидше, оскільки в повітрі менше молекул води, щоб конкурувати з молекулами, які сублімуються. У вологому середовищі сублімація може бути повільнішою через наявність у повітрі більшої кількості молекул води.
5. Чистота речовини: Наявність домішок у твердій речовині може впливати на швидкість сублімації.
6. Умови навколишнього середовища: Такі фактори, як вітер і сонячне випромінювання, також можуть впливати на сублімацію. Вітер може прискорити сублімацію, збільшуючи швидкість передачі тепла та швидко видаляючи сублімовані молекули з поверхні твердого тіла. Сонячне випромінювання може дати додаткову енергію для сублімації, особливо в речовинах, які добре поглинають сонячне світло.

експеримент хімічної сублімації

Розділення солі та йоду

У нас є суміш хлориду натрію (поварена сіль) і йоду. Для їх розділення в лабораторії використовується наступний матеріал:

1 запальничка
1 сітка
1 колба
1 годинникове скло

лід:

Йодосольову суміш поміщають у колбу, накривають годинниковим склом, на яке кладуть лід. Суміш нагрівається в пальнику, і почне виділятися пурпурова пара.

Це сублімований йод, який перейшов із твердого стану в газоподібний. Коли цей газ торкається годинникового скла, яке має низьку температуру, він осідає, утворюючи тверді кристали йоду. Це зворотна сублімація.