Selv om bare væsker ofte antas å fordampe, gjennomgår også faste stoffer fordampning!
Sublimering er prosessen der molekyler går direkte fra fast stoff i damp- eller gassfasen.
Avsetning er prosessen der molekyler går direkte fra gassfasen til den faste fasen. Deponeringskjemi oppstår når molekyler legger seg ut av gassfasen og inn i den faste fasen.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Sublimering og avsetning er motsatte prosesser. Sublimering er når et stoff går fra fast til gass mens avsetning er når et stoff går fra gass til fast stoff.
Sublimering og avsetningskjemi er eksempler på faseendringer. Du har sannsynligvis sett en faseendring før. Når du koker vann for å lage mac og ost, begynner vannet å dampe. Dette er fordampning, eller den flytende fasen av vann som går til dampfasen av vannet.
Solid CO2, som noen ganger kalles tørris, går rett fra fast til gass ved romtemperatur. Dette er et annet eksempel på en faseendring, spesifikt: sublimering.
Endringer i energi følger med faseendringer
Ta en titt på kokende vann for mac og ost eksempel igjen. Du tilfører energi til det flytende vannet for å få det til å endre fase. Når du gjør dette, går vannet fra en mer ordnet fase (væske) til en mindre ordnet fase (damp). Dermed kreves energi når fasen endres til en mindre ordnet tilstand.
Hvorfor er det sånn? De attraktive kreftene som holder molekyler sammen må overvinnes. Den eneste måten å gjøre dette på er å tilsette energi til molekylene ikke lenger holder sammen.
Dette betyr at smelting, fordampning og sublimering er alt endotermisk prosesser. De krever tilsetning av energi eller varme.
De omvendte prosessene (frysing, kondens og avsetning) er alle eksoterm prosesser. Dette betyr at de frigjør varme. Du har sannsynligvis opplevd dette hvis du kommer for nær dampen. Dampen er varm fordi når du berører den, kondenserer den straks og frigjør varme!
Molar varme av sublimering
Molekyler i et fast stoff holdes mye tettere sammen enn de er i en væske. Av denne grunn er damptrykket til et fast stoff (ja, også faste stoffer har et damptrykk!) Lavere enn det er for væsken.
De molar sublimeringsvarme er energien som kreves for å sublimere en mol av et fast stoff. Det er summen av molarmer av fusjon og fordampning. Den molære fusjonsvarmen er energien som kreves for å smelte en mol av et fast stoff, mens den molare fordampningsvarmen er den energien som kreves for å fordampe en mol av en væske:
Fasediagrammer
Fasediagrammer gir forholdet mellom den faste, flytende og dampfasen til en forbindelse. Den oppsummerer forholdene der stoffet eksisterer som et fast stoff, væske eller gass.
For eksempel viser kurven mellom fast og dampfase hvordan damptrykk endrer seg med temperaturen. Punktet der alle tre kurvene møtes kalles trippelpunktet. Dette er den eneste tilstanden der alle tre fasene kan være i likevekt med hverandre.
Fasediagrammer er nyttige for å forutsi hvordan et stoff vil oppføre seg gitt en viss temperatur og et trykk.
Eksempler på sublimering og deponering
Det mest kjente eksemplet på sublimering er tørris. Selvfølgelig er tørris egentlig ikke is, det er frossen CO2. CO2 sublimerer ved romtemperatur.
Andre eksempler inkluderer luftfriskere. Det faste stoffet i en luftfrisker kan sublimere for å få rommet til å lukte pent. Naftalen, som brukes til å lage møllkuler, er et annet eksempel på luktende sublimering. Den sublimerer raskt, og lukten holder møllene unna.
Et annet eksempel er medisinering. Ofte vil medisinflasker si at du bør oppbevare dem på et kjølig sted eller ved romtemperatur. Dette er fordi det er en mulighet for at noen av de involverte komponentene kan sublimere seg hvis de blir oppvarmet for mye.
Et eksempel på avsetning av en gass til fast stoff som du kanskje er kjent med, er dannelsen av frost. Når det er under null utenfor blir det så kaldt at vanndamp går rett fra dampfasen til fast fase. Derfor ser du frost først om morgenen!