- Koncept obrnute sublimacije
- Uloga površine
- Pojmovi
- Primjeri obrnute sublimacije
- Pivo odjeveno kao mladenka
- Mraz
- Fizičko taloženje
- Kemijsko taloženje
- Reference
Reverzne sublimacija je termodinamički proces u kojem dođe do promjene od državne egzotermne plina krutina bez da postane tekućina. Poznata je i po imenima regresivne sublimacije, desublimacije ili taloženja; potonji se najviše koristi u školskim i enciklopedijskim tekstovima.
Kaže se da je obrnuta sublimacija egzotermni proces jer plinovite čestice (atomi ili molekule) moraju izgubiti energiju oslobađajući toplinu u okoliš; na takav način da se dovoljno ohlade da nastanu kristali, očvrsnu ili se smrznu na površini.
Obrnuta sublimacija prisutna je svuda gdje postoji dovoljno hladna površina da se kristali na nju mogu taložiti izravno iz plinovite faze. Izvor: Pixabay.
Riječ "taloženje" (a ne "taloženje") znači da se čestica taloži iz plinovite faze bez vlaženja prijemne površine. Zato se pojave inverzne sublimacije često nalaze na ledenim objektima; kao što je mraz odložen na lišće ili zimski pejzaž.
Takvo taloženje često se otkriva tankim slojem kristala; iako se može napraviti i od prividnog praha ili gline. Kontroliranjem ovog postupka mogu se oblikovati novi višeslojni materijali, pri čemu se svaki sloj sastoji od određene krute tvari koja se taloži kemijskim ili fizikalnim procesima.
Koncept obrnute sublimacije
Obrnuta sublimacija, kao što samo njezino ime otkriva, suprotan je fenomen sublimacije: ne počinje od krute tvari koja isparava, već od plina koji se skrućuje ili smrzava.
Ako razmišljate molekularno, izgledat će nevjerojatno da se plin može ohladiti do točke u kojoj se uopće ne kondenzira; to jest da prelazi u tekuće stanje.
Uloga površine
Plin, izrazito neuređen i difuzan, iznenada uspije preurediti svoje čestice i uspostaviti se kao kruta tvar (bez obzira na izgled).
To će samo po sebi biti kinetički i termodinamički teško jer mu treba potpora koja prima plinske čestice i koncentrira ih tako da djeluju jedni s drugima, gubeći energiju; to jest dok se hlade. Ovdje sudjeluje površina izložena plinu: služi kao potpora i izmjenjivač topline.
Čestice plina izmjenjuju toplinu s hladnijom ili ledenom površinom, pa se usporavaju i malo po malo formiraju se prva kristalna jezgra. Na tim jezgrama, hladnije od okolnog plina, počinju se taložiti druge čestice, koje su ugrađene u njihovu strukturu.
Krajnji rezultat ovog procesa je da se na površini formira sloj kristala ili krute tvari.
Pojmovi
Da bi se dogodila obrnuta sublimacija, obično se mora dogoditi bilo koji od ova dva uvjeta: površina koja je u kontaktu s plinom mora imati temperaturu ispod točke ledišta; ili se plin mora prekomjerno ohladiti, tako da se čim dodirne površinu taloži, kada narušava njegovu stabilnost cilja.
S druge strane, taloženje se može dogoditi i kada je plin vruć. Ako je površina dovoljno hladna, visoka temperatura plina na nju će se iznenada prenijeti i njezine će se čestice prilagoditi strukturi površine.
U stvari, postoje metode gdje površina uopće ne mora biti hladna, jer izravno sudjeluje u reakciji s plinovitim česticama koje završavaju kovalentno (ili metalno) nanesene na nju.
U tehnološkoj industriji široko se koristi metodologija koja djeluje po ovom principu i naziva se kemijsko taloženje isparavanja izgaranjem.
Primjeri obrnute sublimacije
Pivo odjeveno kao mladenka
Kad je pivo toliko hladno da je čaša njegove boce prekrivena bijelom bojom kada se izvadi iz hladnjaka, kaže se da je odjevena kao mladenka.
Boca piva pruža potrebnu površinu za molekula vodene pare, H 2 O, kako bi se sudaraju i brzo gube energiju. Ako je čaša crna, primijetit ćete kako niotkuda postaje bijelo i možete je otkinuti noktom da biste na nju mogli pisati poruke ili crtati slike.
Ponekad je taloženje vlage iz okoline takvo da se pivo pojavljuje prekriveno bijelim mrazom; ali učinak ne traje dugo, jer se tijekom minuta kondenzira i vlaži ruku onih koji ga drže i piju.
Mraz
Slično onome što se događa na zidovima piva, mraz se taloži na unutarnjim zidovima nekih hladnjaka. Isto tako, ovi slojevi ledenih kristala promatrani su u prirodi na razini tla; ne pada s neba za razliku od snijega.
Prehlađena vodena para sudara se s površinom lišća, drveća, trave, itd. I završava im dajući toplinu, kako bi se ohladili i mogli naseliti na njima te se očitovati u njihovim karakterističnim i blistavim kristalnim obrascima.
Fizičko taloženje
Do sada se pričalo o vodi; Ali što je s drugim tvarima ili spojevima? Ako se, primjerice, u komori nalaze plinovite zlatne čestice i uvede hladan i otporan predmet, na njemu će se naslagati sloj zlata. Isto bi se dogodilo s drugim metalima ili spojevima, sve dok ne zahtijevaju porast tlaka ili vakuuma.
Ono što je upravo opisano govori o metodi koja se naziva fizikalnim taloženjem, a koristi se u industriji materijala za stvaranje metalnih premaza na određenim dijelovima. Sada je problem u tome kako dobiti plinovite atome zlata bez velike potrošnje energije, jer su potrebne vrlo visoke temperature.
Ondje dolazi vakuum, kako bi se olakšao prijelaz iz krute tvari u plin (sublimacija), kao i uporaba elektronskih zraka.
Kao primjer fizičkog taloženja često se navodi čađa na zidovima dimnjaka; Međutim, vrlo sitne čestice ugljika, koje su već u čvrstom stanju i suspendirane u dimu, jednostavno se talože bez promjene stanja. To dovodi do pocrnjenja zidova.
Kemijsko taloženje
Ako postoji kemijska reakcija između plina i površine, tada je to kemijsko taloženje. Ova tehnika je uobičajeno u sintezi poluvodiča, u oblozi iz polimera s baktericidnim i Fotokatalitički slojeva TiO 2, ili da se mehanički materijal za zaštitu od prevlačenjem ZrO 2.
Zahvaljujući kemijskom taloženju moguće je imati površine dijamanata, volframa, telurida, nitrida, karbida, silicija, grafena, ugljikovih nanocjevčica itd.
Spojevi koji imaju M atom koji se odlaže, a također su osjetljivi na termičko razgradnju, mogu donijeti M do strukture površine tako da se on trajno veže.
Zato se obično koriste organometalni reagensi koji pri raspadu odustaju od atoma metala, bez potrebe da se izravno dobivaju iz njega; to jest, ne bi bilo potrebno koristiti metalno zlato, već zlatni kompleks da bi se stvorilo željeno zlatno "prevlačenje".
Imajte na umu kako se početni koncept inverznog sublimacije ili taloženja razvija prema tehnološkim primjenama.
Reference
- Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
- Maria Estela Raffino. (12. studenog 2019.). Obrnuta sublimacija. Oporavak od: concept.de
- Wikipedia. (2019). Taloženje (fazni prijelaz). Oporavilo sa: en.wikipedia.org
- Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (13. siječnja 2019.). Definicija taloženja u kemiji. Oporavilo od: misel.com
- Malesky, Mallory. (06. prosinca 2019.). Razlika između taloženja i sublimacije. sciencing.com. Oporavilo od: sciaching.com
- Enciklopedija primjera (2019). Taloženje Oporavilo iz: primjeri.co