20 ESIMERKKEJÄ KEMIALLISESTA SUBLIMOINNISTA JA OMINAISUUKSISTA - KEMIA - 2026

Joitakin esimerkkejä kemiallisesta sublimoinnista ovat prosessit, jotka vedessä, hiilidioksidissa, jodissa, arseenissa tai rikkissa käyvät läpi. Niissä havaitaan suora faasin muutos kiinteästä kaasuksi ilman aiempaa siirtymistä nestefaasiin.

Klassiset esimerkit sublimoinnista saadaan kuivasta jäästä (pohjakuva), joka koostuu jäädytetystä hiilidioksidista; ja jodi, sen purppuran kiteillä. Jos haluat tietää, voiko yhdiste sublimoitua vai ei, sinun on siirryttävä sen vaihekaavioon paineen ja lämpötilan (PV) funktiona.

Pala kuivaa jäätä reagoi ja neutraloi natriumhydroksidiliuosta, joka on värjätty fenoliftaleiinilla. Lähde: Alessandro e Damiano

Näissä vaihekaavioissa havaitaan piste, jossa kolme kiinteää, neste- ja kaasufaasia erottavaa viivaa yhdistyvät (ja toimivat samanaikaisesti): kolmipiste. Tämän pisteen alapuolella on kaksi tasapainotilaa: yksi kiinteälle ja toinen kaasulle. Siten manipuloimalla painetta saavutetaan suora kiinteän kaasun siirtymä.

Siksi monet muut kiinteät yhdisteet kykenevät sublimoitumaan, kun niitä lämmitetään alentamalla painetta tai soveltamalla tyhjiötä.

Esimerkkejä sublimaatiosta

Kuivajää

Hiilihappojäätä tai kiinteää CO ₂ on edustavin esimerkki sublimaatio. Sitä kutsutaan kuivaksi, koska se ei jätä jälkiä kosteudesta, se on kylmä ja antaa valkoisen savun, jota on käytetty niin paljon näytelmissä.

Heti kun se on valmistettu (-78,5 ºC), se alkaa sublimoitua missä tahansa lämpötilassa; altista se vain auringolle, jotta se sublimoituu heti. Se näkyy seuraavassa kuvassa:

Jodi

Sekä kuivajää että jodi ovat molekyylin kiinteitä aineita. Jodi koostuu I ₂ -molekyylejä, jotka on kytketty muodostamaan violetti kiteitä. Koska niiden molekyylien väliset voimat ovat heikkoja, merkittävä osa näistä kiteistä sublimoituu eikä sulaa kuumentuessaan. Edellä selitetään, miksi purppurahöyryjä muodostuu jodista.

Jää ja lumi

Lumisten huippujen korkeudella lumi voi sublimoitua kiteidensä kokeman alhaisemman paineen takia. Tällainen sublimoituminen on kuitenkin erittäin hidasta kuivajäähän ja jodiin verrattuna; jään ja lumen höyrynpaine on paljon alhaisempi, joten se ei sublimoitu niin nopeasti.

Jos tuulen kerroin lisätään tähän hitaaseen sublimoitumiseen, joka vetää molekyylit jään ja lumen pinnalta, syövyttäen sen pinnan, silloin jäätyneet massat loppuuvat; ts. niiden koko on pienentynyt leviäessään tai levittäessä lumen kukkuloita (moreeneja). Seuraava kuva näyttää jään sublimoitumisen:

Mentoli

Vaikka jodilla on tietty ominaishaju, mentolista voimme tuoda esiin kaikkien kiinteiden aineiden yhteisen laadun, joka kykenee sublimoitumaan tietyissä paine- tai lämpötilaolosuhteissa: ne ovat tuoksuvia yhdisteitä.

Se, että kiinteä aine on hajuinen, tarkoittaa, että sen höyrynpaine on tarpeeksi korkea, jotta voimme havaita sen molekyylit hajuaistumme avulla. Siten mentolikiteet voivat sublimoitua, jos niitä lämmitetään tyhjössä. Jos höyryt joutuvat kosketuksiin kylmän pinnan kanssa, ne laskeutuvat kirkkaiden, puhdistettujen kiteiden kokoelmaan.

Siksi sublimointi on tekniikka, joka mahdollistaa haihtuvien kiinteiden aineiden puhdistamisen; vakaita esimerkkejä, joista on vielä mainittavana esimerkkejä.

Sinkki

Sinkin kiehumispiste (419,5 ºC) on huomattavasti alhainen verrattuna muihin metalleihin. Jos sitä lämmitetään myös vakuumilla, kiteet lopulta sublimoituvat.

arsenikki

Arseenin tapaus erottuu enemmän kuin sinkki: sen ei tarvitse edes paineen laskea sublimoituvan 615ºC: seen; lämpötila, jossa muodostuu liian myrkyllisiä arseenihöyryjä. Sulamiseksi tai sulattamiseksi se on kuumennettava korkeisiin paineisiin.

Orgaaniset metalliyhdisteet

Vaikka ei voida yleistää, että kaikki orgaaniset metalliyhdisteet voivat sublimoitua, laaja valikoima niitä, jotka koostuvat metallooseeneista, M (C ₅ H ₅) ₂: sta ja metallikarbonyyleistä, joissa on koordinoidut M-CO-sidokset, sublimoituvat, koska heidän heikko molekyylienvälinen vuorovaikutus.

Esimerkiksi metalloseenit, mukaan lukien nikkeloseeni (vihreä) ja vanadoseeni (violetti), sublimoituvat ja kerrottavat kiteensä houkutteleviin ja kirkkaisiin geometrioihin. Vähemmän silmiinpistävää, sama koskee metallisia karbonyyleja.

fullereenit

Ilmapallot C ₆₀ ja C _{70 ovat} vuorovaikutuksessa toistensa kanssa Lontoon dispersiovoimien avulla, jotka eroavat toisistaan ​​vain molekyylimassiensa perusteella. Tällaisten vuorovaikutusten suhteellinen "heikkous" antaa fulreenille höyrynpaineen, joka pystyy vastaamaan ilmanpainetta 1796 ºC: ssa; ja prosessissa he sublimoivat mustat kiteet.

Kofeiini

Teestä tai kahvipapuista uutettu kofeiini voidaan puhdistaa, jos se lämmitetään 160 ºC: seen, koska sulamisen sijaan se sublimoituu kerralla. Tätä menetelmää käytetään kofeiininäytteiden puhdistamiseen, vaikka osa sen pitoisuudesta menetetään, jos höyryt pakenevat.

teobromiini

Kuten kofeiini, myös teobromiini, joka tulee suklaista tai kaakaopavuista, puhdistetaan sublimoimalla 290 ºC: ssa uuttamisen jälkeen. Prosessia helpotetaan käyttämällä tyhjiötä.

sakariini

Sakkariinikiteet sublimoituvat ja puhdistetaan tyhjövaikutuksella.

Morfiini

Kivunlievitykseen käytettävä syntetisoitu morfiini puhdistetaan jälleen sublimoimalla 110 ° C: ssa ja soveltamalla tyhjiötä. Sekä morfiini että kofeiini koostuvat suurista molekyyleistä, mutta suhteellisen heikoilla molekyylien välisillä voimilla suhteessa niiden massoihin.

Kamferi

Kuten mentoli, kamferi on tuoksuva kiinteä aine, joka sublimoi valkoiset höyryt, jos sitä kuumennetaan oikein.

1,4-diklooribentseeniä

1,4-diklooribentseeni on erittäin tuoksuva kiinteä aine, jonka tuoksu muistuttaa naftaleenia, joka myös sulaa 53 ºC: ssa. Tämän vuoksi on oikeutetusti oletettava, että se voi sublimoitua; jopa huomattavassa määrin ilman edes lämpenemistä ja kuukauden ajan.

benzoin

Samoin kuin kamferi, bentsoiini, jolla on kamferimainen haju, puhdistetaan sublimoimalla.

Purina

Puriini ja muut typpipitoiset emäkset voivat sublimoitua yli 150ºC: n lämpötiloissa vakuumilla bakteerisoluista.

arsenikki

Arseeni sublimoituu lämpötilassa 615 ° C. Tämä on vaara, kun otetaan huomioon alkuaineen toksisuus.

Rikki

Tämä elementti sublimoi välillä 25-50 ° C aiheuttaen myrkyllisiä ja tukehtuvia kaasuja.

Alumiini

Tätä metallia sublimoidaan yli 1000 ° C: n lämpötiloissa tietyissä teollisissa prosesseissa.

Metallurgia

Tietyt seokset puhdistetaan sublimointimenetelmillä. Tällä tavalla seoksen muodostavat yhdisteet erotetaan, jolloin saadaan puhdistettuja tuotteita.

Sublimaatiotulostus

Sublimaatiota käytetään myös kuvien tulostamiseen polyesteri- tai polyeteeniesineille tai pinnoille. Sublimoitavilla kiinteillä pigmenteillä tehty kuva lämmitetään esineellä, jotta se pysyvästi painaa sitä. Käytetty lämpö auttaa myös materiaalin huokosia avautumaan niin, että värilliset kaasut kulkevat niiden läpi.

Komeetta polkuja

Komeetan pilaantumat ovat seurausta niiden sisällön sublimoimisesta jäästä ja muista jäädytetyistä kaasuista. Koska paine Cosmosissa on käytännöllisesti katsoen olematon, kun nämä kivet ympäröivät tähtiä, niiden lämpö kuumentaa sen pinnan ja saa ne vapauttamaan kaasumaisten hiukkasten halogeenin, joka heijastaa niistä säteilevää valoa.

Taiteellinen sublimointi

Vaikka sana 'ylin' jättää kemialliset tai fysikaaliset alueet, se koskee myös sitä, mikä ylittää tavanomaisen; käsittämätön kauneus, arkuus ja syvyys. Yksinkertaisesta tai selkeästä (kiinteästä) taiteellinen teos tai mikä tahansa muu elementti voi nousta (kaasua) muuttuakseen jumalaksi.

Painovärit

Kuivat sublimaatiotulostimet käyttävät sublimoitumisprosessia valokuvalaatuisten kuvien tulostamiseen. Prosessi alkaa, kun on olemassa erityisiä kalvoja, jotka sisältävät kiinteitä pigmenttejä, jotka kuumentuessaan sublimoituvat ja vangitaan myöhemmin uudelleen.

Kuvat voidaan tulostaa polyesteriholkkeihin, ruukkuihin tai alumiini- tai kromifolioon.

Aromit

Kiinteät ilmanraikastimet myös sublimoivat. Nämä yhdisteet ovat yleensä estereitä, mukaan lukien yhdisteet, jotka roikkuvat wc: ssä. Tällä tavalla kemikaalit pääsevät suoraan ilmaan ja tekevät tuoksusta raikkaan.

Kadmium

Toinen elementti, joka sublimoituu matalassa paineessa. Tämä on erityisen ongelmallista tilanteissa, joissa työskentelet suuressa tyhjiössä.

Grafiitti

Tämä materiaali sublimoidaan siirtämällä korkea ampeerin sähkövirta korkeassa tyhjiössä. Tätä menettelyä käytetään siirtoelektronimikroskopiassa näytteiden johtavuuden ja niiden erotuskyvyn parantamiseksi.

Kulta

Kulta sublimaatiota käytetään edullisten mitalien ja "kullattujen" korujen valmistukseen. Sitä käytetään myös skannaavien elektronimikroskopianäytteiden käsittelyyn.

antraseeni

Se on valkoinen kiinteä aine, joka sublimoituu helposti. Tätä menetelmää käytetään yleensä puhdistukseen.

Salisyylihappo

Sitä käytetään voiteena kuumeen lievittämiseen, koska se sublimoituu helposti. Tätä menetelmää käytetään myös sen puhdistamiseen.

Viitteet

1. Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). Kemia (8. painos). CENGAGE -oppiminen.
2. Helmenstine, tohtori Anne Marie (13. tammikuuta 2019). Sublimaation määritelmä (vaiheensiirto kemiassa). Palautettu osoitteesta: gondo.com
3. Sheila Morrissey. (2019). Mikä on sublimointi kemiassa? - Määritelmä, prosessi ja esimerkit. Tutkimus. Palautettu osoitteesta study.com
4. Chris P. Schaller, Ph.D. (SF). Sublimaatio. Palautettu: työntekijät.csbsju.edu
5. Sean Wilson. (6. lokakuuta 2013). Kofeiinin eristäminen teelehdistä happaman emäksen neste-nesteuutolla. Palautettu osoitteesta: edspace.american.edu
6. JE Taylor ja yhteistyökumppani. Frinters. (1867). Lääkepäiväkirja ja tapahtumat, nide 9. Palautettu osoitteesta books.google.co.ve
7. Toronton yliopisto, Scarborough. (SF). Sublimaatio. Palautettu osoitteesta: utsc.utoronto.ca
8. IARC: n työryhmä ihmisille syöpää aiheuttavien riskien arvioimiseksi. (1991). Kahvi, tee, kaveri, metyyliksantiineja ja metyyliglyoksaali. Lyon (FR): Kansainvälinen syöpätutkimusvirasto. (IARC: n monografiat ihmisille syöpää aiheuttavien vaarojen arvioinnista, nro 51.) Theobromine. Palautettu: ncbi.nlm.nih.gov
9. C. Pan et ai. (1992). Kiinteän fullereeni (C60 / C70) -liuoksen sublimointipaineiden määrittäminen. Palautettu osoitteesta: pubs.acs.org
10. Avoin yliopisto. (27. syyskuuta 2007). Kofeiinin poistaminen teestä. Palautettu: open.edu
11. Jackie Vlahos. (12. lokakuuta 2018). Mikä on sublimaatiotulostus? - Printing Terminology 101. Palautettu osoitteesta: printi.com