A yüceltme Sıvı fazdan geçmeden katı fazdan gaz fazına doğrudan geçiş ile karakterize edilen maddenin fiziksel durumundaki bir değişikliktir. Kesin olarak konuşursak, herhangi bir madde süblimasyona uğrayabilir, ancak belirli basınç ve sıcaklık koşulları altında. Süblimleşme, katı fazdaki buhar basıncıyla olduğu kadar katıların uyguladığı moleküller arası etkileşimlerle de ilişkilidir.
Bu işlem, katı karbondioksitten oluşan bir kuru buz parçasında kolayca gözlemlenebilir. Karbondioksit basınç altında ve oda sıcaklığında süblimleşir. Süblimleşmenin zıttı süreç yeniden süblimasyon veya biriktirme olarak adlandırılabilir. Süblimleşmenin gerçekleşmesi için maddenin enerjiyi emmesi gerekir, bu nedenle endotermik bir süreç olarak kabul edilir.
Şunu da okuyun: Maddenin fiziksel halleri nelerdir?
Süblimasyon hakkında özet
Süblimleşme, sıvı fazdan geçmeden katı fazdan gaz fazına doğrudan geçiştir.
Bir maddenin süblimleşmesini gözlemlemek için özel basınç ve sıcaklık koşulları gereklidir.
Süblimleşme, katı fazdaki buhar basıncı ve moleküller arası etkileşimler gibi termodinamik yönlerden etkilenir.
Süblimleşme endotermik bir süreçtir.
Süblimleşmeye bir örnek, katı karbondioksitten oluşan kuru buzda meydana gelen olaydır.
süblimasyon nedir?
süblimasyon katı fazdan gaz fazına doğrudan geçiş, sıvı faza geçmeden. Bazı katılar için belirli sıcaklık ve basınç koşulları altında oluşur. Bu geçiş, kimyasal reaksiyonları içermeyen fiziksel bir hal değişimi sürecidir.
Tersine işlem, yani gaz fazından katı faza doğrudan geçiş çeşitli şekillerde adlandırılır. Bazı yazarlar süblimasyon kelimesini bu faz değişimi için saklarken, diğerleri "yeniden süblimasyon" ve hatta "çökeltme" kelimesini kullanırlar.
süblimasyon nasıl çalışır
Süblimleşme ve buharlaşma arasında bir paralellik kurulabilir. Her iki durumda da bitiş noktası Gaz fazı. Açıkça fark, başlangıç aşamasındadır: süblimleşme için katı ve buharlaşma için sıvı.
Her iki durumda da, baskı etkisi var buharlaşma ve ayrıca ısı ve moleküller arası etkileşimleri içeren termodinamik yönler.
buhar basıncı nedir?
İçinde sıvı bulunan kapalı bir kapta sıvı faz ile buhar fazı arasında bir denge olduğu algılanabilir. Bunun nedeni, kaynama sıcaklığının altında bile mevcut enerjinin sıvının bazı moleküllerinin ayrılıp buhara geçmesi için yeterli olmasıdır. Bununla birlikte, bazı buhar molekülleri de tekrar yoğunlaşabilir ve sıvı faza geri dönebilir, bu da işlemin tersine çevrilebilirliğini gösterir.
yapılan bu buhar madde (kütlesi ve hacmi vardır), egzersizler sıvının yüzeyindeki basınç, buhar basıncı olarak bilinir. Sıvı miktarına değil sıcaklığa bağlıdır çünkü sıcaklık ne kadar yüksek olursa moleküller sıvı fazdan o kadar kolay ayrılır.
Normal sıcaklıklarda yüksek buhar basıncına sahip olan sıvılara uçucu denir. Örneğin, 25°C'de etil eterin buhar basıncı 0,58 atm, aseton (propanon) 0,29 atm buhar basıncına sahipken, suyun buhar basıncı 0,023 atm'dir. Bu arada, buhar basıncı atmosfer basıncına eşit olduğunda, sıvı kaynar. Buhar basıncı hakkında daha fazla bilgi edinmek için tıklayın Burada.
Buhar basıncı ve süblimasyon
Daha az ölçüde olmakla birlikte, katıların da buhar basıncı vardır, ancak sıvılardan çok daha düşük. Örneğin 1000 K sıcaklıkta bile demirin buhar basıncı sadece 9,21 x 10-20 ATM. Bununla birlikte, iyot gibi bazı katı maddeler süblimleşmeye uğramayı başarır ve normal sıcaklıklarda (4 x 10-4 ATM).
Bu da ancak moleküllerin katı halden direkt olarak gaz haline geçmesi ile mümkündür. Bunun gerçekleşmesi için, katının molekülleri mevcut olmalıdır moleküller arası etkileşimler zayıf (örneğin iyotta, indüklenmiş dipol kaynaklı dipol tipindedirler).
Şu da görülüyor ki süblimasyon işlemi endotermiktiryani katı moleküllerinin moleküller arası etkileşimleri kırabilmeleri ve buhar haline geçebilmeleri için ısı şeklindeki enerjiyi absorbe etmelerine ihtiyaç vardır. İlgili ısı miktarı, süblimleşme entalpisi olarak bilinen termodinamik bir miktar ile ölçülebilir.
Aşama diyagramı
İle bir katının süblimleşmesinin hangi basınç ve sıcaklık aralığında gerçekleşeceğini bilmek, faz diyagramınızı değerlendirmeniz gerekir. Şimdi karbondioksit, CO durumuna bakalım.2.
Bir faz diyagramında, durumlar (katı, sıvı ve gaz) arasındaki sınır çizgileri, için basınç ve sıcaklık değerlerini bir araya getirir. hal değişikliği olur. CO2 örneğini gözlemlerken, 1 atmosfer basınçta katı fazın doğrudan -78.5 °C sıcaklıkta süblimleşmeyi karakterize eden buhar fazına geçtiği fark edilir.
Karbondioksit sadece 5.11 atmosferin üzerindeki basınçlarda sıvı faza sahiptir ve bu basıncın ötesinde süblimasyon artık mümkün değildir. Faz diyagramı hakkında daha fazla bilgi edinmek için tıklayın Burada.
süblimleşme örnekleri
Kuru buz: Genellikle partilerde ve etkinliklerde sis etkisi yapmak için kullanılan kuru buz, aslında katı haldeki karbondioksittir.
naftalin: naftalin, aromatik bir organik bileşik olan naftalinden yapılır. Kötü kokuları gidermek ve ayrıca güveleri, hamamböceklerini ve diğer zehirli hayvanları korkutmak için uygulanır, bu nedenle dolaplarda ve hatta pisuarlarda kullanılmaları yaygındır.
kafur: Karakteristik bir kokuya sahip olan kafur çakılları da süblimasyona uğrayabilir. Ayrıca sivrisinekleri korkutmaya ve küflenmeyi önlemeye de hizmet ederler.
İyot: Halojenlere ait metal olmayanlar da süblimleşmeye uğrar.
Ancak, sunulan maddeler arasında, ortam koşullarında yalnızca karbondioksit süblimleşir. Diğerleri, süblimasyonla bile, içinde yaşadığımız baskı altında normal füzyona uğrayabilir.
Şunu da okuyun: Plazma - maddenin dördüncü hali
Süblimasyon ile ilgili çözülmüş alıştırmalar
soru 1
(Fuvest 2020) Süpermarketlerde, meyveler, sebzeler ve et gibi sözde dondurularak kurutulmuş yiyecekler bulmak yaygındır. Dondurularak kurutulmuş gıdalar, soğutulmadan bile uzun bir süre sonra bile tüketime uygundur. Bu gıdalarda "liyofilize" terimi, dondurma sürecini ve ardından su süblimasyonu ile dehidrasyonu ifade eder. Su süblimleşmesinin meydana gelmesi için, çizgilerin faz geçişlerini temsil ettiği basınç-sıcaklık grafiğinde gösterildiği gibi, koşulların bir kombinasyonu gereklidir.
Endüstriyel olarak belirli teknolojilerin kullanılmasını gerektiren bir süreç olmasına rağmen, insanların And Dağları'nın en yüksek bölgelerinde yaşayan Kolomb öncesi insanlar, yiyecekleri dondurarak kurutabiliyorlardı ve bu da onları uzun süre saklamayı mümkün kılıyordu. daha fazla zaman. Doğal dondurarak kurutma işleminin nasıl gerçekleştiğini açıklayan alternatifi kontrol edin:
a) Dağlarda düşük sıcaklıklar ve yüksek atmosferik basınç nedeniyle suyun süblimleşmesi meydana geldi.
b) Yiyecekler, soğuk dönemlerde doğal olarak donduktan sonra, süblimleşmeyi mümkün kılan atmosferik basıncın daha düşük olduğu dağların en alçak bölgelerine götürülürdü.
c) Yiyecek, sıcaklığı artırmak için güneşe maruz bırakıldı ve düşük yerel atmosfer basıncı katılaşmayı destekledi.
d) Soğuk dönemlerde sıcaklıklar yiyecekleri dondurmaya yetecek kadar düşüktü ve yüksek dağlardaki düşük atmosferik basınç süblimleşmeyi mümkün kılıyordu.
e) Gıdalar, doğal olarak dondurulduktan sonra, süblimleşmenin meydana gelmesi için basıncı arttırmak üzere preslenmiştir.
Cevap: D harfi
Liyofilizasyonda, müteakip süblimleşmesiyle suyun donması vardır. Kolomb öncesi halklar, kışın su donabileceği için böyle bir işlem yapabilirler (ok 1) ve And Dağları'nın en yüksek bölgelerinin düşük basınçlarıyla (ok 2) süblimasyona uğrayabilir (ok 3).
soru 2
(Uerj 2005) Soğutma işlemlerinde yaygın olarak kullanılan kuru buz veya katılaşmış karbondioksit, ortam koşullarında süblimleşmeye uğrar. Bu dönüşüm sırasında, diğerlerinin yanı sıra, enerji değişimi ve etkileşimlerin bozulması olgusu meydana gelir.
Bu fenomenler sırasıyla şu şekilde sınıflandırılır:
a) ekzotermik - interiyonik
b) ekzotermik - çekirdekler arası
c) izotermal - atomlar arası
d) endotermik - moleküller arası
Cevap: D harfi
Süblimleşme, katı faz moleküllerini kompakt tutan etkileşimleri bozmak için ısının emilmesini gerektirdiğinden endotermik bir işlemdir. Bu etkileşimler moleküller arası tiptedir.
kaydeden Stefano Araujo Novais
Kimya hocası
