Sebbene spesso si pensi che solo i liquidi evaporino, anche i solidi subiscono l'evaporazione!
sublimazione è il processo mediante il quale le molecole passano direttamente dalla fase solida alla fase vapore o gassosa.
Deposizione è il processo mediante il quale le molecole passano direttamente dalla fase gassosa alla fase solida. La chimica di deposizione si verifica quando le molecole si depositano dalla fase gassosa alla fase solida.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Sublimazione e deposizione sono processi opposti. La sublimazione è quando una sostanza passa da solido a gas mentre la deposizione è quando una sostanza passa da gas a solido.
La sublimazione e la chimica della deposizione sono esempi di cambiamenti di fase. Probabilmente hai già visto un cambiamento di fase. Quando fai bollire l'acqua per fare mac e formaggio, l'acqua inizia a produrre vapore. Questa è l'evaporazione, o la fase liquida dell'acqua che passa alla fase vapore dell'acqua.
CO. solida2, che a volte viene chiamato ghiaccio secco, passa direttamente da solido a gas a temperatura ambiente. Questo è un altro esempio di cambiamento di fase, in particolare: la sublimazione.
I cambiamenti energetici accompagnano i cambiamenti di fase
Dai un'occhiata di nuovo all'acqua bollente per l'esempio di mac e formaggio. Si aggiunge energia all'acqua liquida per farla cambiare fase. Quando si esegue questa operazione, l'acqua passa da una fase più ordinata (liquido) a una fase meno ordinata (vapore). Pertanto, l'energia è richiesta ogni volta che la fase cambia in uno stato meno ordinato.
Perchè è questo? Le forze attrattive che tengono insieme le molecole devono essere superate. L'unico modo per farlo è aggiungere energia fino a quando le molecole non stanno più insieme.
Ciò significa che fusione, vaporizzazione e sublimazione sono tutto Endotermico processi. Richiedono l'aggiunta di energia o calore.
I processi inversi (congelamento, condensazione e deposizione) sono tutti esotermico processi. Ciò significa che rilasciano calore. Probabilmente hai sperimentato questo se ti avvicini troppo al vapore. Il vapore è caldo perché quando lo tocchi, si condensa immediatamente e rilascia calore!
Calore molare di sublimazione
Le molecole in un solido sono tenute insieme molto più strettamente di quanto non lo siano in un liquido. Per questo motivo la tensione di vapore di un solido (sì, anche i solidi hanno una tensione di vapore!) è inferiore a quella del liquido.
Il calore molare di sublimazione è l'energia necessaria per sublimare una mole di un solido. È la somma dei calori molari di fusione e vaporizzazione. Il calore molare di fusione è l'energia necessaria per fondere una mole di un solido, mentre il calore molare di vaporizzazione è l'energia necessaria per vaporizzare una mole di un liquido:
Diagrammi di fase
I diagrammi di stato forniscono la relazione tra la fase solida, liquida e vapore di un composto. Riassume le condizioni in cui la sostanza esiste come solido, liquido o gas.
Ad esempio, la curva tra la fase solida e quella vapore mostra come cambia la pressione del vapore con la temperatura. Il punto in cui tutte e tre le curve si incontrano è chiamato punto triplo. Questa è l'unica condizione in cui tutte e tre le fasi possono essere in equilibrio tra loro.
I diagrammi di fase sono utili per prevedere come si comporterà una sostanza data una certa temperatura e pressione.
Esempi di sublimazione e deposizione
L'esempio più noto di sublimazione è il ghiaccio secco. Naturalmente, il ghiaccio secco non è in realtà ghiaccio, è CO frozen congelato2. il CO2 sublima a temperatura ambiente.
Altri esempi includono deodoranti per ambienti. Il solido in un deodorante per ambienti può sublimare per rendere gradevole l'odore della stanza. Il naftalene, che viene utilizzato per fare palline di naftalina, è un altro esempio di sublimazione odorosa. Sublima rapidamente e l'odore tiene lontane le tarme.
Un altro esempio sono i farmaci. Spesso i flaconi dei farmaci dicono che dovresti conservarli in un luogo fresco oa temperatura ambiente. Questo perché esiste la possibilità che alcuni dei componenti coinvolti possano sublimarsi se si surriscaldano troppo.
Un esempio di deposizione di un gas allo stato solido che potresti conoscere è la formazione di brina. Quando è sotto lo zero all'esterno diventa così freddo che il vapore acqueo passa direttamente dalla fase vapore alla fase solida. Ecco perché vedi il gelo per prima cosa al mattino!