A sublimasi Ini adalah perubahan keadaan fisik materi yang ditandai dengan perpindahan langsung dari fase padat ke fase gas, tanpa melewati fase cair. Sebenarnya, zat apa pun dapat mengalami sublimasi, tetapi dalam kondisi tekanan dan suhu tertentu. Sublimasi berkorelasi dengan tekanan uap dalam fase padat, serta dengan interaksi antarmolekul yang diberikan oleh padatan.
Proses ini dapat dengan mudah diamati pada sepotong es kering, yang terdiri dari karbon dioksida padat. Karbon dioksida menyublim di bawah tekanan dan pada suhu kamar. Proses kebalikan dari sublimasi dapat disebut resublimasi atau deposisi. Agar sublimasi terjadi, materi harus menyerap energi, sehingga dianggap sebagai proses endotermik.
Baca juga: Apa keadaan fisik materi?
Ringkasan tentang sublimasi
Sublimasi adalah perpindahan langsung dari fase padat ke fase gas, tanpa melalui fase cair.
Kondisi tekanan dan suhu tertentu diperlukan untuk mengamati sublimasi suatu zat.
Sublimasi dipengaruhi oleh aspek termodinamika, seperti tekanan uap dalam fase padat dan interaksi antarmolekul.
Sublimasi adalah proses endotermik.
Contoh sublimasi adalah apa yang terjadi pada es kering, yang terdiri dari karbon dioksida padat.
Apa itu sublimasi?
sublimasi adalah transisi langsung dari fase padat ke fase gas, tanpa melalui fase cair. Itu terjadi di bawah kondisi suhu dan tekanan tertentu untuk beberapa padatan. Transisi ini adalah proses fisik perubahan keadaan, tidak melibatkan reaksi kimia.
Proses sebaliknya, yaitu bagian langsung dari fase gas ke fase padat, disebut dengan berbagai cara. Beberapa penulis menyimpan kata sublimasi untuk perubahan fase ini, sementara yang lain menggunakan "resublimasi" dan bahkan "deposisi".
Bagaimana sublimasi bekerja
Paralel dapat ditarik antara sublimasi dan penguapan. Dalam kedua kasus, titik akhirnya adalah fase gas. Perbedaannya jelas terletak pada fase awal: padat untuk sublimasi dan cair untuk penguapan.
Dalam kedua kasus tersebut, ada pengaruh tekanan menguap dan juga aspek termodinamika, yang melibatkan panas dan interaksi antarmolekul.
Apa itu tekanan uap?
Dalam wadah tertutup yang berisi cairan, dimungkinkan untuk melihat adanya kesetimbangan antara fase cair dan fase uap. Ini terjadi karena, bahkan di bawah suhu didih, energi yang ada cukup untuk beberapa molekul cairan terlepas dan berubah menjadi uap. Namun, beberapa molekul uap juga dapat mengembun kembali dan kembali ke fase cair, yang menunjukkan reversibilitas proses.
Uap ini terbuat dari materi (memiliki massa dan volume), latihan tekanan pada permukaan cairan, dikenal sebagai tekanan uap. Itu tidak tergantung pada jumlah cairan, tetapi pada suhu, karena semakin tinggi suhu, semakin mudah molekul terlepas dari fase cair.
Cairan yang memiliki tekanan uap tinggi pada suhu biasa disebut mudah menguap. Misalnya, pada suhu 25°C, etil eter memiliki tekanan uap 0,58 atm, aseton (propanon) memiliki tekanan uap 0,29 atm, sedangkan air memiliki tekanan uap 0,023 atm. Omong-omong, ketika tekanan uap identik dengan tekanan atmosfer, cairannya mendidih. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang tekanan uap, klik Di Sini.
Tekanan uap dan sublimasi
Meskipun pada tingkat yang lebih rendah, padatan juga memiliki tekanan uap, tetapi jauh lebih rendah daripada cairan. Misalnya, pada suhu 1000 K pun, tekanan uap besi hanya 9,21 x 10-20 ATM. Namun, beberapa padatan berhasil mengalami sublimasi, seperti yodium, menghadirkan tekanan uap yang lebih tinggi pada suhu normal (4 x 10-4 ATM).
Ini hanya mungkin dengan lewatnya molekul dari keadaan padat langsung ke keadaan gas. Agar hal ini terjadi, the molekul padatan harus ada interaksi antar molekul lemah (dalam yodium, misalnya, mereka adalah tipe dipol terinduksi dipol).
Hal ini juga terlihat bahwa proses sublimasi bersifat endotermik, yaitu, molekul-molekul zat padat perlu menyerap energi dalam bentuk panas sehingga mereka dapat memutus interaksi antarmolekul dan beralih ke keadaan uap. Jumlah panas yang terlibat dapat diukur dengan besaran termodinamika yang dikenal sebagai entalpi sublimasi.
Diagram fase
Ke untuk mengetahui di kisaran tekanan dan suhu mana sublimasi padatan akan terjadi, Anda perlu mengevaluasi diagram fase Anda. Mari kita lihat kasus karbon dioksida, CO2.
Dalam diagram fase, garis batas antara keadaan (padat, cair, dan gas) menyatukan nilai tekanan dan suhu untuk terjadi perubahan keadaan. Ketika mengamati kasus CO2, terlihat bahwa pada tekanan 1 atmosfer, fase padat langsung menuju fase uap pada suhu -78,5 °C, yang mencirikan sublimasi.
Karbon dioksida hanya memiliki fase cair pada tekanan di atas 5,11 atmosfer, dan di luar tekanan itu, sublimasi tidak mungkin lagi terjadi. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang diagram fase, klik Di Sini.
contoh sublimasi
Es kering: es kering, sering digunakan untuk membuat efek kabut di pesta dan acara, sebenarnya adalah karbon dioksida dalam keadaan padat.
kapur barus: kapur barus terbuat dari naftalena, senyawa organik aromatik. Ini diterapkan untuk menghilangkan bau tak sedap dan juga menakut-nakuti ngengat, kecoak dan hewan berbisa lainnya, oleh karena itu sering digunakan di lemari atau bahkan urinal.
Kamper: Dengan bau yang khas, kerikil kapur barus juga dapat mengalami sublimasi. Mereka juga berfungsi untuk mengusir nyamuk dan mencegah jamur.
Yodium: non-logam milik halogen juga mengalami sublimasi.
Namun, di antara zat yang disajikan, hanya karbon dioksida yang mengalami sublimasi dalam kondisi sekitar. Yang lain, bahkan dengan sublimasi, dapat mengalami fusi normal di bawah tekanan yang kita jalani.
Baca juga: Plasma — keadaan materi keempat
Soal latihan sublimasi
pertanyaan 1
(Fuvest 2020) Di pasar swalayan, kita sering menemukan apa yang disebut makanan beku-kering, seperti buah-buahan, sayuran, dan daging. Makanan beku-kering masih layak dikonsumsi setelah waktu yang lama, meski tanpa lemari es. Istilah "lyophilized" dalam makanan ini mengacu pada proses pembekuan dan dehidrasi selanjutnya dengan sublimasi air. Agar sublimasi air terjadi, diperlukan kombinasi kondisi, seperti yang ditunjukkan pada grafik tekanan-suhu, di mana garis mewakili transisi fase.
Meskipun merupakan proses yang membutuhkan, secara industri, penggunaan teknologi tertentu, terdapat bukti bahwa masyarakat pra-Columbus yang tinggal di daerah tertinggi Andes mampu membekukan makanan kering, sehingga memungkinkan untuk disimpan lebih banyak waktu. Periksa alternatif yang menjelaskan bagaimana proses pengeringan beku alami terjadi:
a) Sublimasi air terjadi karena suhu rendah dan tekanan atmosfer yang tinggi di pegunungan.
b) Makanan, setelah dibekukan secara alami dalam periode dingin, dibawa ke bagian terendah pegunungan, di mana tekanan atmosfer lebih rendah, yang memungkinkan terjadinya sublimasi.
c) Makanan terkena sinar matahari untuk meningkatkan suhu, dan tekanan atmosfer lokal yang rendah mendukung pemadatan.
d) Suhu cukup rendah pada periode dingin untuk membekukan makanan, dan tekanan atmosfer yang rendah di pegunungan tinggi memungkinkan terjadinya sublimasi.
e) Makanan, setelah dibekukan secara alami, ditekan untuk meningkatkan tekanan, sehingga dapat terjadi sublimasi.
Tanggapan: Huruf D.
Dalam liofilisasi, terjadi pembekuan air dengan sublimasi berikutnya. Orang-orang pra-Columbus dapat melakukan proses seperti itu, karena di musim dingin air dapat membeku (panah 1) dan, dengan tekanan rendah (panah 2) di wilayah tertinggi Andes, ia dapat mengalami sublimasi (panah 3).
pertanyaan 2
(Uerj 2005) Es kering, atau karbon dioksida yang dipadatkan, banyak digunakan dalam proses pendinginan, mengalami sublimasi dalam kondisi sekitar. Selama transformasi ini, antara lain terjadi fenomena variasi energi dan gangguan interaksi.
Fenomena ini diklasifikasikan, masing-masing, sebagai:
a) eksotermik - interionik
b) eksotermik - antar inti
c) isotermal - interatomik
d) endotermik - antarmolekul
Tanggapan: Huruf D.
Sublimasi adalah proses endotermik, karena membutuhkan penyerapan panas untuk mengganggu interaksi yang membuat molekul fase padat tetap padat. Interaksi ini adalah dari jenis antarmolekul.
Oleh Stefano Araujo Novais
Guru kimia
