Čeprav se pogosto misli, da izhlapevajo le tekočine, tudi trdne snovi izhlapijo!
Sublimacija je postopek, pri katerem molekule prehajajo neposredno iz trdne v parno ali plinsko fazo.
Odlaganje je postopek, pri katerem molekule prehajajo neposredno iz plinske faze v trdno fazo. Kemija nanosa nastane, ko se molekule usedejo iz plinske faze v trdno fazo.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Sublimacija in odlaganje sta nasprotna procesa. Sublimacija je takrat, ko snov prehaja iz trdne snovi v plin, medtem ko odlaganje prehaja iz snovi iz plina v trdno snov.
Primeri kemije sublimacije in nanašanja fazne spremembe. Verjetno ste že videli fazno spremembo. Ko zavrete vodo, da naredite mac in sir, voda začne pariti. To je izhlapevanje ali tekoča faza vode, ki prehaja v parno fazo vode.
Trden CO2, ki ga včasih imenujejo tudi suhi led, prehaja naravnost iz trdnega v plin pri sobni temperaturi. To je še en primer fazne spremembe, natančneje: sublimacija.
Energetske spremembe spremljajo fazne spremembe
Ponovno si oglejte primer vrele vode za mac in sir. Tekoči vodi dodajate energijo, da lahko spremeni fazo. Ko to storite, voda prehaja iz bolj urejene faze (tekočina) v manj urejeno fazo (hlapi). Tako je energija potrebna vsakič, ko se faza spremeni v manj urejeno stanje.
Zakaj je to? Premagati je treba privlačne sile, ki molekule držijo skupaj. Edini način za to je dodajanje energije, dokler molekule ne ostanejo več skupaj.
To pomeni, da so taljenje, uparjanje in sublimacija endotermni procesov. Zahtevajo dodatek energije ali toplote.
Povratni procesi (zamrzovanje, kondenzacija in usedanje) so vsi eksotermni procesov. To pomeni, da sproščajo toploto. Verjetno ste to že doživeli, če se preveč približate pari. Para je vroča, saj jo ob dotiku takoj kondenzira in sprosti toploto!
Molarna vročina sublimacije
Molekule v trdni snovi so veliko bolj tesno povezane kot v tekočini. Iz tega razloga je parni tlak trdne snovi (da, trdne snovi imajo tudi parni tlak!) Nižji kot pri tekočini.
The molarna toplota sublimacije je energija, potrebna za vzviševanje enega mola trdne snovi. To je vsota molarnih vročin fuzije in uparjanja. Molarna toplota fuzije je energija, potrebna za taljenje enega mola trdne snovi, molarna toplota uparjanja pa je energija, potrebna za uparjanje enega mola tekočine:
Fazni diagrami
Fazni diagrami podajajo razmerje med trdno, tekočo in parno fazo spojine. Povzema pogoje, v katerih snov obstaja kot trdna snov, tekočina ali plin.
Na primer krivulja med trdno in parno fazo prikazuje, kako se parni tlak spreminja s temperaturo. Točka, na kateri se srečajo vse tri krivulje, se imenuje trojna točka. To je edini pogoj, ko so lahko vse tri faze v ravnovesju med seboj.
Fazni diagrami so koristni pri napovedovanju vedenja snovi ob določeni temperaturi in tlaku.
Primeri sublimacije in usedanja
Najbolj znan primer sublimacije je suh led. Seveda suhi led v resnici ni led, je zamrznjen CO2. CO2 sublimira pri sobni temperaturi.
Drugi primeri vključujejo osvežilce zraka. Trdna snov v osvežilcu zraka se lahko sublimira, da prostor lepo diši. Naftalen, ki se uporablja za izdelavo kroglic iz moljev, je še en primer sublimacije z vonjem. Hitro se sublimira in vonj zadržuje molje.
Drug primer so zdravila. Pogosto na steklenicah z zdravili piše, da jih hranite na hladnem ali pri sobni temperaturi. To je zato, ker obstaja možnost, da se nekatere vpletene komponente sublimirajo, če se preveč segrejejo.
Primer odlaganja plina v trdno snov, ki ga morda poznate, je nastanek zmrzali. Ko je zunaj pod ničlo, postane tako hladno, da vsaka vodna para preide naravnost iz parne faze v trdno fazo. Zato zjutraj najprej opazite zmrzal!