Ehkki arvatakse, et aurustuvad ainult vedelikud, aurustuvad ka tahked ained!
Sublimatsioon on protsess, mille käigus molekulid lähevad tahkest ainest otse auru- või gaasifaasi.
Ladestumine on protsess, mille käigus molekulid lähevad otse gaasifaasist tahkesse faasi. Sadestuskeemia toimub siis, kui molekulid settivad gaasifaasist tahkesse faasi.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Sublimatsioon ja sadestamine on vastupidised protsessid. Sublimatsioon on see, kui aine läheb tahkest gaasiks, sadestumine on siis, kui aine läheb gaasist tahkeks.
Selle näideteks on sublimatsiooni ja sadestamise keemia faasimuutused. Ilmselt olete faasimuutust varem näinud. Kui keedate vett maci ja juustu valmistamiseks, hakkab vesi aurama. See on aurustamine ehk vee vedel faas, mis läheb vee aurufaasi.
Tahke CO2, mida mõnikord nimetatakse kuivjääks, läheb toatemperatuuril otse tahkest gaasiks. See on veel üks näide faasimuutusest, täpsemalt: sublimatsioon.
Energiamuutused kaasnevad faasimuutustega
Vaadake uuesti maci ja juustu keeva veega. Lisate vedelale veele energiat, et see faasi vahetaks. Seda tehes läheb vesi järjestatud faasist (vedelik) vähem järjestatud faasiks (aur). Seega on energia vaja alati, kui faas muutub vähem järjestatud olekusse.
Miks on see? Molekule koos hoidvad atraktiivsed jõud tuleb ületada. Ainus viis selleks on lisada energiat seni, kuni molekulid enam koos ei püsi.
See tähendab, et sulamine, aurustamine ja sublimatsioon on kõik endotermiline protsessid. Need nõuavad energia või soojuse lisamist.
Pöördprotsessid (külmumine, kondenseerumine ja sadestumine) on kõik eksotermiline protsessid. See tähendab, et nad eraldavad soojust. Ilmselt olete seda kogenud, kui jõuate liiga aurule lähedale. Aur on kuum, sest seda puudutades kondenseerub ja vabastab kohe soojust!
Molaarne sublimatsiooni kuumus
Tahkes olekus olevad molekulid on palju tihedamalt koos kui vedelikus. Sel põhjusel on tahke aine (jah, ka tahkistel aururõhk!) Aururõhk madalam kui vedelikul.
The sublimatsiooni molaarne kuumus on ühe mooli tahke aine ülendamiseks vajalik energia. See on sulandumise ja aurustamise molaarsete kuumade summa. Sulandumissoojus on energia, mis on vajalik ühe mooli tahke aine sulatamiseks, samal ajal kui molaarne aurustumissoojus on energia, mis on vajalik ühe mooli vedeliku aurustamiseks:
Faasiskeemid
Faasiskeemid annavad seose tahke, vedeliku ja auru faasi vahelise seose. See võtab kokku tingimused, milles aine eksisteerib tahke aine, vedeliku või gaasina.
Näiteks tahke ja aurufaasi kõver näitab, kuidas aururõhk temperatuuriga muutub. Kõigi kolme kõvera kohtumise punkti nimetatakse kolmikpunktiks. See on ainus tingimus, kus kõik kolm faasi võivad olla omavahel tasakaalus.
Faasiskeemid on abiks selle ennustamisel, kuidas aine teatud temperatuuri ja rõhu korral käitub.
Sublimatsiooni ja sadestamise näited
Tuntuim sublimatsiooni näide on kuivjää. Muidugi pole kuivjää tegelikult jää, see on külmunud CO2. CO2 sublimeerub toatemperatuuril.
Muud näited hõlmavad õhuvärskendajaid. Õhuvärskendaja tahke aine võib sublimeeruda, et tuba mõnusalt lõhnaks. Naftaleen, mida kasutatakse koipallide valmistamiseks, on veel üks näide lõhnavast sublimatsioonist. See sublimeerub kiiresti ja lõhn hoiab koid eemal.
Teine näide on ravimid. Sageli öeldakse ravimipudelites, et peaksite neid hoidma jahedas või toatemperatuuril. Seda seetõttu, et on olemas võimalus, et mõned kaasatud komponendid võivad sublimatsiooni saada, kui neid liiga palju kuumutatakse.
Üks näide gaasi tahkeks sadestumisest, mis võib teile tuttav olla, on külma tekkimine. Kui õues on alla nulli, muutub see nii külmaks, et mis tahes veeaur läheb otse aurufaasist tahkesse faasi. Sellepärast näete hommikul esimest korda pakast!