Deși se crede că adesea numai lichidele se evaporă, solidele sunt supuse și evaporării!
Sublimarea este procesul prin care moleculele merg direct din solid în faza de vapori sau gaze.
Depunere este procesul prin care moleculele trec direct din faza gazoasă în faza solidă. Chimia depunerii apare atunci când moleculele se stabilesc în faza gazoasă și în faza solidă.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Sublimarea și depunerea sunt procese opuse. Sublimarea este atunci când o substanță trece de la solid la gaz în timp ce depunerea este atunci când o substanță trece de la gaz la solid.
Chimia sublimării și a depunerii sunt exemple de modificări de fază. Probabil că ați văzut o schimbare de fază înainte. Când fierbeți apă pentru a face mac și brânză, apa începe să se aburească. Aceasta este evaporarea sau faza lichidă a apei care se îndreaptă către faza de vapori a apei.
CO solid2, care uneori se numește gheață uscată, trece direct de la solid la gaz la temperatura camerei. Acesta este un alt exemplu de schimbare de fază, în special: sublimarea.
Schimbările de energie însoțesc schimbările de fază
Uitați-vă din nou la exemplul de apă clocotită pentru mac și brânză. Adăugați energie apei lichide pentru a-i schimba faza. Când faceți acest lucru, apa trece de la o fază mai ordonată (lichidă) la o fază mai puțin ordonată (vapori). Astfel, energia este necesară ori de câte ori faza se schimbă într-o stare mai puțin ordonată.
De ce asta? Forțele atractive care țin moleculele împreună trebuie depășite. Singura modalitate de a face acest lucru este de a adăuga energie până când moleculele nu mai rămân împreună.
Aceasta înseamnă că topirea, vaporizarea și sublimarea sunt toate endotermic proceselor. Acestea necesită adăugarea de energie sau căldură.
Procesele inverse (îngheț, condens și depunere) sunt toate exoterm proceselor. Aceasta înseamnă că eliberează căldură. Probabil ați experimentat acest lucru dacă vă apropiați prea mult de abur. Aburul este fierbinte pentru că atunci când îl atingi, se condensează imediat și degajă căldură!
Căldura molară de sublimare
Moleculele dintr-un solid sunt mult mai strânse între ele decât într-un lichid. Din acest motiv, presiunea de vapori a unui solid (da, și solidele au presiune de vapori!) Este mai mică decât pentru lichid.
căldura molară de sublimare este energia necesară pentru a sublima un mol de solid. Este suma căldurilor molare de fuziune și vaporizare. Căldura molară de fuziune este energia necesară pentru a topi un mol de solid, în timp ce căldura molară de vaporizare este energia necesară vaporizării unui mol de lichid:
Diagrame de fază
Diagramele de fază oferă relația dintre faza solidă, lichidă și de vapori a unui compus. Rezumă condițiile în care substanța există ca solid, lichid sau gaz.
De exemplu, curba dintre faza solidă și faza de vapori arată modul în care presiunea vaporilor se schimbă cu temperatura. Punctul în care toate cele trei curbe se întâlnesc se numește punctul triplu. Aceasta este singura condiție în care toate cele trei faze pot fi în echilibru între ele.
Diagramele de fază sunt utile în prezicerea modului în care o substanță se va comporta având în vedere o anumită temperatură și presiune.
Exemple de sublimare și depunere
Cel mai cunoscut exemplu de sublimare este gheața uscată. Desigur, gheața uscată nu este de fapt gheață, este CO înghețat2. CO2 sublimează la temperatura camerei.
Alte exemple includ odorizante. Solidul dintr-un odorizant de aer se poate sublima pentru a face mirosul frumos al camerei. Naftalina, care este utilizată pentru a face bile de molii, este un alt exemplu de sublimare mirositoare. Se sublimează rapid, iar mirosul ține molii departe.
Un alt exemplu este medicamentul. De multe ori sticlele de medicamente vor spune că ar trebui să le păstrați într-un loc răcoros sau la temperatura camerei. Acest lucru se datorează faptului că există posibilitatea ca unele dintre componentele implicate să se sublimeze dacă se încălzesc prea mult.
Un exemplu de depunere a unui gaz pe solid cu care ați putea fi familiarizat este formarea înghețului. Când este sub zero în exterior, devine atât de rece încât orice vapor de apă trece direct din faza de vapori în fază solidă. De aceea vedeți înghețul la prima oră dimineața!