KEMIJSKO ISPARAVANJE: OD ČEGA SE SASTOJI, APLIKACIJE I PRIMJERI - KEMIJA - 2025

Kemijski isparavanje je postupak kojim se molekule odvojen od površine tekućine i prolaženje plinovitog stanja. To je proces koji apsorbira energiju, i samim tim je endotermičan. Molekule u blizini površine tekućine povećavaju svoju kinetičku energiju da ispare.

Kao rezultat povećanja energije, intermolekularne sile kohezije ili privlačnosti između tih molekula slabe i izlaze iz tekuće u plinsku fazu. Kako ne postoji granica na kojoj se plinovite molekule okreću kako bi ponovno prodrle u tekućinu, sve to završava potpuno isparavanjem.

Vidralta, iz Wikimedia Commonsa

Za razliku od vrenja, isparavanje se može dogoditi na bilo kojoj temperaturi prije nego što tekućina zavre. Taj je fenomen tada razlog zašto se iz šuma mogu vidjeti vodene pare koje u dodiru s hladnim zrakom kondenziraju mikro kapljice vode što im daje bijelu boju.

Kondenzacija je obrnuti proces koji može ili ne mora uspostaviti ravnotežu s isparavanjem koje se događa u tekućini.

Postoje neki čimbenici koji utječu na isparavanje, poput: brzine procesa ili količine molekula koje mogu ispariti iz tekućine; priroda ili vrsta tekućine; temperatura kojoj je tekućina izložena, ili ako se nalazi u zatvorenom ili otvorenom spremniku izloženom okolišu.

Drugi primjer kemijskog isparavanja događa se u našem tijelu: kada se znojimo, dio tekućine u znoju isparava. Isparavanje znoja ostavlja osjećaj hladnoće u tijelu zbog hlađenja isparavanjem.

Što je isparavanje?

Izvor: Pixabay

Sastoji se od kapaciteta ili svojstva molekula smještenih na površini tekućine da se pretvaraju u paru. S termodinamičkog stajališta, potrebna je apsorpcija energije da bi došlo do isparavanja.

Isparavanje je proces koji se događa u molekulama koje se nalaze na nivou slobodne površine tekućine. Energetsko stanje molekula koje čine tekućinu je temeljno za promjenu iz tekućeg u plinovito stanje.

Kinetička energija ili energija koja je proizvod kretanja čestica tijela, u plinovitom je stanju maksimalna.

Kohezijske snage

Da bi te molekule izašle iz tekuće faze, moraju povećati kinetičku energiju kako bi mogle isparavati. S porastom kinetičke energije smanjuje se kohezijska sila molekula u blizini površine tekućine.

Kohezijska sila je ona koja ispoljava molekularnu privlačnost, koja pomaže da se molekule drže zajedno. Isparavanjem je potreban doprinos energije koju daju čestice okolnog medija da bi smanjile ovu silu.

Inverzni proces isparavanja naziva se kondenzacija: molekule koje su u plinovitom stanju vraćaju se u tekuću fazu. Nastaje kada se molekule u plinovitom stanju sudaraju s površinom tekućine i ponovo se zarobe u tekućini.

I isparavanje, viskoznost, površinska napetost, između ostalih kemijskih svojstava, različiti su za svaku od tekućina. Kemijsko isparavanje je proces koji će ovisiti o vrsti tekućine, među ostalim čimbenicima koji su detaljno opisani u sljedećem odjeljku.

Čimbenici koji sudjeluju u kemijskom isparavanju

Brojni su čimbenici koji utječu na proces isparavanja, favorizirajući ili inhibirajući taj proces. Među mnogim drugim čimbenicima postoji vrsta tekućine, temperatura, prisutnost zračnih struja, vlaga.

La

Svaka vrsta tekućine imat će vlastitu kohezivnu ili privlačnu silu koja postoji između molekula koje je sačinjavaju. U uljnim tekućinama kao što je ulje, isparavanje se obično događa u manjoj mjeri nego u vodenim tekućinama.

Na primjer, u vodi su kohezijske sile predstavljene vodikovim vezama koje su uspostavljene između njegovih molekula. H i O atomi koji čine molekula vode drže se zajedno polarnim kovalentnim vezama.

Kisik je elektronegativniji od vodika, što molekuli vode olakšava vezu vodika s drugim molekulama.

Temperatura

Temperatura je faktor koji utječe na kinetičku energiju molekula koje tvore tekućine i plinove. Potrebna je minimalna kinetička energija da molekule izađu s površine tekućine.

Na niskoj temperaturi udio molekula u tekućini koji ima dovoljno kinetičke energije za isparavanje je mali. To jest, pri niskoj temperaturi isparavanje tekućine će biti manje; i stoga će isparavanje biti sporije.

Umjesto toga, isparavanje će se povećavati kako temperatura raste. S porastom temperature, povećat će se i udio molekula u tekućini koji dobivaju kinetičku energiju potrebnu za isparavanje.

Zatvoreni ili otvoreni spremnik

Isparavanje kemikalija razlikovat će se ovisno o tome je li spremnik u kojem se nalazi tekućina zatvoren ili je izložen zraku.

Ako se tekućina nalazi u zatvorenom spremniku, molekule koje se isparavaju brzo se vraćaju u tekućinu; odnosno kondenziraju se kada se sudaraju s fizičkom granicom, poput zidova ili poklopca.

Dinamička ravnoteža uspostavlja se u ovom zatvorenom spremniku između procesa isparavanja koji tekućina provodi s kondenzacijom.

Ako je spremnik otvoren, tekućina može neprestano isparavati, čak i u cijelosti, ovisno o vremenu izloženosti zraku. U otvorenom spremniku ne postoji mogućnost uspostavljanja ravnoteže između isparavanja i kondenzacije.

Kada je spremnik otvoren, tekućina je izložena okruženju koje olakšava difuziju isparenih molekula. Nadalje, zračne struje istiskuju isparene molekule zamjenjujući ih drugim plinovima (uglavnom dušikom i kisikom).

Koncentracija isparenih molekula

Koncentracija koja postoji u plinskoj fazi molekula koje isparavaju također je presudna. Ovaj proces isparavanja smanjit će se kada postoji velika koncentracija tvari za isparavanje u zraku ili okolini.

Također kada je u zraku visoka koncentracija različitih isparenih tvari, smanjuje se brzina isparavanja bilo koje druge tvari.

Ova koncentracija isparenih tvari javlja se uglavnom u onim slučajevima u kojima nema odgovarajuće recirkulacije zraka.

Tlak i površina tekućine

Ako je manji pritisak na molekule na površini tekućine, isparavanje tih molekula bit će povoljnije. Što je površina površine tekućine izložena zraku veća, to će se dogoditi brže isparavanje.

Prijave

Isparavanje hlađenjem

Već je jasno da samo tekuće molekule koje povećavaju kinetičku energiju mijenjaju svoju tekuću fazu u plinovitu . Istovremeno, u molekulama tekućine koje ne istječu dolazi do smanjenja kinetičke energije s padom temperature.

Temperatura tekućine koja se još uvijek čuva u ovoj fazi opada, ona se hladi; Taj se postupak naziva evaporativno hlađenje. Ovaj fenomen omogućava nam objasniti zašto tekućina bez isparavanja pri hlađenju može apsorbirati toplinu iz okolnog okoliša.

Kao što je gore spomenuto, ovaj proces nam omogućuje regulaciju tjelesne temperature našeg tijela. Također ovaj postupak hlađenja isparavanjem koristi se za hlađenje okoline primjenom isparivačkih hladnjaka.

Sušenje materijala

-Uporaba na industrijskoj razini koristi se za sušenje raznih materijala izrađenih od tkanine, papira, drva, između ostalog.

-Postupak isparavanja služi i za odvajanje otapala poput soli, minerala, između ostalih soluta iz tekućih otopina.

-Eporacija se koristi za sušenje predmeta, uzoraka.

-Omogućuje oporavak mnogih tvari ili kemikalija.

Sušenje tvari

Ovaj je postupak ključan za sušenje tvari u velikom broju biomedicinskih i istraživačkih laboratorija općenito.

Postoje centrifugalni i rotacijski isparivači koji se koriste za maksimalno uklanjanje otapala iz više tvari odjednom. U tim se uređajima ili posebnoj opremi uzorci koncentriraju i polako podvrgavaju vakuumu postupku isparavanja.

Primjeri

- Primjer kemijskog isparavanja događa se u ljudskom tijelu kada se dogodi proces znojenja. Pri znojenju znoj isparava, tijelo se hladi i dolazi do smanjenja tjelesne temperature.

Taj proces isparavanja znoja i kasnije hlađenje tijela pridonosi regulaciji tjelesne temperature.

-Sušenje odjeće također se provodi zahvaljujući procesu isparavanja vode. Odjeća je raspoređena tako da struja zraka istiskuje plinovite molekule i na taj način dolazi do većeg isparavanja. Temperatura ili toplina okoliša i atmosferski tlak također utječu ovdje.

-U proizvodnji smrznutih proizvoda koji se čuvaju i prodaju na suhom, poput mlijeka u prahu, lijekova, među ostalim, dolazi i do isparavanja. Međutim, ovo isparavanje se provodi pod vakuumom, a ne zbog povećanja temperature.

Ostali primjeri.

Reference

1. Kemija LibreTexts. (20. svibnja 2018.). Isparavanje i kondenzacija. Oporavak od: chem.libretexts.org
2. Jimenez, V. i Macarulla, J. (1984). Fiziološka fizikohemija. (6 ^ta. Ed.). Madrid: Interamericana
3. Whitten, K., Davis, R., Peck M. i Stanley, G. (2008). Kemija. (8 ^ava. Ed.). CENGAGE Učenje: Meksiko.
4. Wikipedia. (2018.). Isparavanje. Oporavak od:
5. Fennel J. (2018). Što je isparavanje? - Definicija i primjeri. Studija. Oporavilo od: study.com
6. Malesky, Mallory. (16. travnja 2018.). Primjeri isparavanja i destilacije. Sciencing. Oporavilo od: sciaching.com