Lai gan bieži tiek uzskatīts, ka iztvaiko tikai šķidrumi, iztvaiko arī cietās vielas!
Sublimācija ir process, kurā molekulas no cietās vielas nonāk tieši tvaika vai gāzes fāzē.
Nosēdums ir process, kurā molekulas nonāk tieši no gāzes fāzes cietajā fāzē. Nogulsnēšanās ķīmija notiek, kad molekulas nosēžas no gāzes fāzes cietajā fāzē.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Sublimācija un nogulsnēšanās ir pretēji procesi. Sublimācija ir tad, kad viela pāriet no cietas uz gāzi, bet nogulsnēšanās ir tad, kad viela pāriet no gāzes uz cietu.
Piemēri ir sublimācija un nogulsnēšanās ķīmija fāzes izmaiņas. Jūs, iespējams, jau iepriekš esat redzējis fāzes maiņu. Vārot ūdeni, lai pagatavotu mac un sieru, ūdens sāk tvaicēt. Tā ir iztvaikošana jeb ūdens šķidrā fāze, kas nonāk ūdens tvaika fāzē.
Cietais CO2, ko dažreiz sauc par sauso ledu, istabas temperatūrā no cietās vielas nonāk tieši gāzē. Šis ir vēl viens fāzes maiņas piemērs, konkrēti: sublimācija.
Enerģijas izmaiņas pavada fāzes izmaiņas
Vēlreiz apskatiet verdošo ūdeni mac un siera piemēram. Jūs pievienojat enerģiju šķidrajam ūdenim, lai tas mainītu fāzi. Kad jūs to darāt, ūdens pāriet no vairāk sakārtotas fāzes (šķidruma) uz mazāk sakārtotu fāzi (tvaiku). Tādējādi enerģija ir nepieciešama ikreiz, kad fāze mainās uz mazāk sakārtotu stāvokli.
Kāpēc ir šis? Ir jāpārvar pievilcīgie spēki, kas satur molekulas kopā. Vienīgais veids, kā to izdarīt, ir enerģijas pievienošana, līdz molekulas vairs nepaliek kopā.
Tas nozīmē, ka kušana, iztvaikošana un sublimācija ir viss endotermisks procesi. Tie prasa enerģijas vai siltuma pievienošanu.
Reversie procesi (sasaldēšana, kondensācija un nogulsnēšanās) ir visi eksotermisks procesi. Tas nozīmē, ka tie atbrīvo siltumu. Jūs, iespējams, esat to pieredzējis, ja esat pārāk tuvu tvaikam. Tvaiks ir karsts, jo, pieskaroties tam, tas uzreiz kondensējas un izdala siltumu!
Molārais sublimācijas siltums
Cietā stāvoklī esošās molekulas tiek turētas daudz ciešāk nekā šķidrumā. Šī iemesla dēļ cietās vielas tvaika spiediens (jā, arī cietajām vielām ir tvaika spiediens!) Ir zemāks nekā šķidrumam.
The sublimācijas molārais siltums ir enerģija, kas nepieciešama viena cietvielu mola sublimēšanai. Tā ir kodolsintēzes un iztvaikošanas molāro karstumu summa. Molārais kodolsintēzes siltums ir enerģija, kas vajadzīga, lai izkausētu vienu molu cietas vielas, savukārt molārais iztvaikošanas siltums ir enerģija, kas nepieciešama, lai iztvaicētu vienu molu šķidruma:
Fāžu diagrammas
Fāžu diagrammas norāda saikni starp savienojuma cieto, šķidro un tvaika fāzi. Tajā apkopoti apstākļi, kādos viela pastāv kā cieta, šķidra vai gāzveida viela.
Piemēram, līkne starp cieto un tvaika fāzi parāda, kā tvaika spiediens mainās līdz ar temperatūru. Punktu, kurā satiekas visas trīs līknes, sauc par trīskāršo punktu. Tas ir vienīgais nosacījums, kad visas trīs fāzes var būt līdzsvarā viena ar otru.
Fāžu diagrammas ir noderīgas, lai prognozētu, kā viela rīkosies, ņemot vērā noteiktu temperatūru un spiedienu.
Sublimācijas un nogulsnēšanās piemēri
Vispazīstamākais sublimācijas piemērs ir sausais ledus. Protams, sausais ledus patiesībā nav ledus, tas ir sasalis CO2. CO2 sublimējas istabas temperatūrā.
Citi piemēri ietver gaisa atsvaidzinātājus. Cietā viela gaisa atsvaidzinātājā var sublimēt, lai istabā būtu patīkama smarža. Naftalīns, ko izmanto kodes bumbiņu pagatavošanai, ir vēl viens smakojošas sublimācijas piemērs. Tas ātri sublimējas, un smarža attur kodes.
Vēl viens piemērs ir zāles. Bieži vien zāļu pudelēs būs teikts, ka tās jāuzglabā vēsā vietā vai istabas temperatūrā. Tas ir tāpēc, ka pastāv iespēja, ka dažas no iesaistītajām sastāvdaļām varētu sublimēt, ja tās pārāk sasilst.
Viens gāzu nogulsnēšanās piemērs cietvielai, kas jums varētu būt pazīstams, ir sala veidošanās. Kad ārpusē ir zem nulles, tas kļūst tik auksts, ka visi ūdens tvaiki no tvaika fāzes nonāk tieši cietā fāzē. Tāpēc no rīta jūs vispirms redzat sals!