Хоча часто вважається, що випаровуються лише рідини, тверді речовини теж випаровуються!
Сублімація - це процес, за допомогою якого молекули переходять безпосередньо з твердої речовини у парову або газову фазу.
Відкладення - це процес, за допомогою якого молекули переходять безпосередньо з газової фази в тверду. Хімія осадження відбувається, коли молекули осідають з газової фази і переходять у тверду фазу.
TL; DR (занадто довгий; Не читав)
Сублімація та осадження - це протилежні процеси. Сублімація - це коли речовина переходить з твердого речовини в газ, тоді як осадження - коли речовина переходить з газу в тверде.
Прикладом є хімія сублімації та осадження фазові зміни. Ви, напевно, вже бачили зміну фази. Коли ви кип'ятите воду, щоб зробити мак та сир, вода починає паритися. Це випаровування, або рідка фаза води, що переходить у парову фазу води.
Тверда CO2, який іноді називають сухим льодом, переходить від твердого до газового при кімнатній температурі. Це ще один приклад зміни фази, зокрема: сублімація.
Енергетичні зміни супроводжують фазові зміни
Знову подивіться на приклад окропу для mac та сиру. Ви додаєте енергію до рідкої води, щоб змусити її змінити фазу. Коли ви це робите, вода переходить із більш упорядкованої фази (рідини) до менш упорядкованої фази (пари). Таким чином, енергія потрібна щоразу, коли фаза переходить у менш упорядкований стан.
Чому це? Потрібно подолати сили привабливості, які утримують молекули разом. Єдиний спосіб зробити це - додати енергію, поки молекули більше не залишаться разом.
Це означає, що плавлення, випаровування та сублімація - це все ендотермічний процесів. Вони вимагають додавання енергії або тепла.
Зворотні процеси (заморожування, конденсація та осадження) - це все екзотермічний процесів. Це означає, що вони виділяють тепло. Ви, мабуть, переживали це, якщо занадто наближаєтеся до пари. Пара гаряча, бо при дотику до неї вона відразу конденсується і виділяє тепло!
Молярна спека сублімації
Молекули у твердому тілі набагато щільніше утримуються разом, ніж у рідині. З цієї причини тиск пари твердої речовини (так, тверді речовини також мають тиск пари!) Нижче, ніж у рідини.
молярна теплота сублімації - енергія, необхідна для піднесення одного моля твердої речовини. Це сума молярних теплот плавлення та випаровування. Молярна теплота плавлення - це енергія, необхідна для розплавлення одного моля твердої речовини, тоді як молярна теплота випаровування - це енергія, необхідна для випаровування одного моля рідини:
Фазові діаграми
Фазові діаграми дають зв'язок між твердою, рідкою та паровою фазою сполуки. Він узагальнює умови, при яких речовина існує у вигляді твердої речовини, рідини або газу.
Наприклад, крива між твердою та паровою фазою показує, як змінюється тиск пари з температурою. Точка, в якій стикаються всі три криві, називається потрійною точкою. Це єдина умова, коли всі три фази можуть знаходитися в рівновазі між собою.
Діаграми фаз корисні для прогнозування поведінки речовини за певної температури та тиску.
Приклади сублімації та осадження
Найвідоміший приклад сублімації - сухий лід. Звичайно, сухий лід насправді не є льодом, це заморожений CO2. CO2 сублімується при кімнатній температурі.
Інші приклади включають освіжувачі повітря. Тверда речовина в освіжувачі повітря може сублімуватися для того, щоб приміщення приємно пахло. Ще одним прикладом пахучої сублімації є нафталін, який використовується для виготовлення куль з молі. Він швидко сублімується, а запах утримує молі.
Інший приклад - ліки. Часто на пляшках з ліками буде сказано, що ви повинні зберігати їх у прохолодному місці або при кімнатній температурі. Це тому, що існує ймовірність того, що деякі задіяні компоненти можуть сублімуватися, якщо вони занадто сильно нагріваються.
Одним із прикладів осадження газу до твердого речовини, який вам може бути знайомий, є утворення морозу. Коли на вулиці нижче нуля, стає настільки холодно, що будь-яка водяна пара переходить прямо з парової фази у тверду. Ось чому ти вранці бачиш мороз насамперед!