Iako se često misli da isparavaju samo tekućine, i krute tvari isparavaju!
Sublimacija je postupak kojim molekule izravno prelaze iz krutine u parnu ili plinsku fazu.
Taloženje je postupak kojim molekule izravno prelaze iz plinske faze u čvrstu fazu. Kemija taloženja nastaje kada se molekule talože iz plinske faze i prelaze u krutu fazu.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Sublimacija i taloženje suprotni su procesi. Sublimacija je kada tvar prelazi iz krute tvari u plin, dok taloženje tvar prelazi iz plina u krutu tvar.
Klima sublimacije i taloženja su primjeri fazne promjene. Vjerojatno ste već vidjeli promjenu faze. Kad prokuhate vodu da napravite mac i sir, voda počinje da se pari. To je isparavanje ili tekuća faza vode koja prelazi u parnu fazu vode.
Čvrsti CO2, koji se ponekad naziva suhim ledom, izravno prelazi iz čvrstog u plin na sobnoj temperaturi. Ovo je još jedan primjer fazne promjene, konkretno: sublimacija.
Promjene energije prate fazne promjene
Pogledajte opet primjer kipuće vode za mac i sir. Tekućoj vodi dodajete energiju kako biste je promijenili u fazu. Kada to učinite, voda prelazi iz uređenije faze (tekućina) u manje uređenu fazu (para). Dakle, energija je potrebna kad god se faza promijeni u manje uređeno stanje.
Zašto je ovo? Moraju se prevladati privlačne sile koje molekule drže zajedno. Jedini način za to je dodavanje energije dok molekule više ne ostanu zajedno.
To znači da su topište, isparavanje i sublimacija endotermički procesi. Oni zahtijevaju dodavanje energije ili topline.
Obrnuti procesi (smrzavanje, kondenzacija i taloženje) su svi egzotermno procesi. To znači da oslobađaju toplinu. Vjerojatno ste to doživjeli ako se previše približite pari. Para je vruća, jer kad je dodirnete, odmah se kondenzira i oslobađa toplinu!
Molarna toplina sublimacije
Molekule u krutini puno su čvršće povezane zajedno nego u tekućini. Iz tog je razloga tlak pare krutine (da, i krutine imaju tlak pare!) Niži nego što je to slučaj u tekućini.
The molarna toplina sublimacije je energija potrebna za uzvišenje jednog mola krutine. To je zbroj molarnih toplina fuzije i isparavanja. Molarna toplina topljenja je energija potrebna za topljenje jednog mola krutine, dok je molarna toplina isparavanja energija potrebna za isparavanje jednog mola tekućine:
Fazni dijagrami
Fazni dijagrami daju odnos između krute, tekuće i parne faze spoja. Sažima uvjete u kojima tvar postoji kao krutina, tekućina ili plin.
Na primjer, krivulja između krute i parne faze pokazuje kako se tlak pare mijenja s temperaturom. Točka u kojoj se sve tri krivulje susreću naziva se trostruka točka. To je jedini uvjet kada sve tri faze mogu biti međusobno u ravnoteži.
Fazni dijagrami korisni su u predviđanju kako će se tvar ponašati s određenom temperaturom i tlakom.
Primjeri sublimacije i taloženja
Najpoznatiji primjer sublimacije je suhi led. Naravno, suhi led zapravo nije led, to je smrznuti CO2. CO2 sublimira na sobnoj temperaturi.
Ostali primjeri uključuju osvježivače zraka. Krutina u osvježivaču zraka može se sublimirati kako bi soba imala ugodan miris. Naftalen, koji se koristi za izradu kuglica moljaca, još je jedan primjer mirisne sublimacije. Brzo se sublimira, a miris zadržava moljce.
Drugi primjer su lijekovi. Često će boce s lijekovima reći da ih trebate držati na hladnom mjestu ili na sobnoj temperaturi. To je zato što postoji mogućnost da bi se neke uključene komponente mogle sublimirati ako se previše zagriju.
Primjer taloženja plina u krutu tvar koji vam je možda poznat je stvaranje mraza. Kad je vani ispod nule, postaje toliko hladno da bilo koja vodena para prelazi ravno iz faze pare u čvrstu fazu. Zato ujutro prvo vidite mraz!