KEMIALLINEN HAIHTUMINEN: MISTÄ SE KOOSTUU, SOVELLUKSET JA ESIMERKIT - KEMIA - 2026

Kemiallinen haihtuminen on prosessi, jossa molekyylit erotetaan nesteen pinnan ja kulkee kaasumaisessa tilassa. Se on prosessi, joka imee energiaa, ja siksi se on endoterminen. Nesteen pinnan lähellä olevat molekyylit lisäävät kineettistä energiaansa haihtuakseen.

Tämän energian lisääntymisen seurauksena näiden molekyylien väliset yhteenkuuluvuus- tai vetovoimavoimat heikentyvät ja poistuvat nestemäisestä faasista kaasufaasiin. Koska kaasumaisten molekyylien pyöriessä tunkeutua nesteeseen ei ole rajaa, kaikki tämä lopulta haihtuu kokonaan.

Vidralta, Wikimedia Commonsista

Toisin kuin keittäminen, haihtuminen voi tapahtua missä tahansa lämpötilassa, ennen kuin neste kiehuu. Tämä ilmiö on sitten syy siihen, miksi metsistä voi päästä vesihöyryjä, jotka kondensoituessaan kylmän ilman kanssa vesipisaroiksi vesipisaroiksi antavat niille valkoisen värin.

Kondensaatio on käänteinen prosessi, joka voi muodostaa tasapainon nesteessä tapahtuvan haihtumisen kanssa tai ei.

On olemassa tekijöitä, jotka vaikuttavat haihtumiseen, kuten: prosessin nopeus tai molekyylien määrä, joka voi haihtua nesteestä; nesteen luonne tai tyyppi; lämpötila, jolle neste altistetaan, tai jos se on suljetussa tai avoimessa ympäristössä alttiissa astiassa.

Toinen esimerkki kemiallisesta haihtumisesta tapahtuu kehossa: kun hikoilemme, osa hiki nesteestä haihtuu. Hikeen haihtuminen jättää kehossa kylmä tunteen haihtumisen vuoksi.

Mikä on haihtuminen?

Lähde: Pixabay

Se koostuu nesteen pinnalla olevien molekyylien kyvystä tai ominaisuudesta muuttua höyryksi. Termodynaamisesta näkökulmasta tarvitaan energian imeytymistä haihtumisen tapahtumiseksi.

Haihdutus on prosessi, joka tapahtuu molekyyleissä, jotka sijaitsevat nesteen vapaan pinnan tasolla. Nesteestä koostuvien molekyylien energeettinen tila on välttämätöntä, jotta tapahtuu muutos nesteestä kaasumaiseen tilaan.

Kineettinen energia tai energia, joka on kehon hiukkasten liikkeen tuote, on suurin kaasumaisessa tilassa.

Koheesiovoimat

Jotta nämä molekyylit pääsevät pois nestemäisestä faasista, niiden on lisättävä kineettistä energiaansa, jotta ne voivat haihtua. Kineettisen energian lisääntyessä molekyylien koheesiovoima lähellä nesteen pintaa pienenee.

Koheesiovoima aikaansaa molekyylin vetovoiman, joka auttaa pitämään molekyylejä yhdessä. Haihduttaminen vaatii ympäröivän väliaineen hiukkasten tuottamaa energiaa tämän voiman vähentämiseksi.

Käänteistä haihtumisprosessia kutsutaan kondensoitumiseksi: kaasumaisessa tilassa olevat molekyylit palautuvat nestefaasiin. Se tapahtuu, kun kaasumaisessa tilassa olevat molekyylit törmäävät nesteen pintaan ja jäävät juuttuneiksi nesteeseen.

Sekä haihtuminen, viskositeetti, pintajännitys ovat kemiallisten ominaisuuksien lisäksi erilaiset jokaiselle nesteelle. Kemiallinen haihdutus on prosessi, joka riippuu nestetyypistä muiden tekijöiden joukossa, joita kuvataan seuraavassa osassa.

Kemialliseen haihtumiseen liittyvät tekijät

On olemassa lukuisia tekijöitä, jotka vaikuttavat haihtumisprosessiin, suosimalla tai estämällä tätä prosessia. Monien muiden tekijöiden joukossa on nestetyyppi, lämpötila, ilmavirtojen läsnäolo, kosteus.

La

Jokaisella nestetyypillä on oma koheesiovoima tai houkutteleva voima, joka esiintyy sitä muodostavien molekyylien välillä. Öljyisissä nesteissä, kuten öljyssä, haihtumista tapahtuu yleensä vähemmän kuin näissä vesipitoisissa nesteissä.

Esimerkiksi vedessä koheesiovoimia edustavat vedyn sidokset, jotka muodostuvat sen molekyylien väliin. Vesimolekyylin muodostavat H- ja O-atomit pidetään yhdessä polaaristen kovalenttisten sidosten avulla.

Happi on enemmän elektronegatiivista kuin vety, mikä helpottaa vesimolekyylin vetysidosta muiden molekyylien kanssa.

Lämpötila

Lämpötila on tekijä, joka vaikuttaa nesteitä ja kaasuja muodostavien molekyylien kineettiseen energiaan. Molekyylejä varten tarvitaan vähintään kineettinen energia päästäkseen nesteen pinnasta.

Matalassa lämpötilassa nesteessä olevien molekyylien osuus, joilla on tarpeeksi kineettistä energiaa haihtuakseen, on pieni. Eli alhaisessa lämpötilassa nesteen haihtuminen on vähemmän; ja siksi haihtuminen on hitaampaa.

Pikemminkin haihtuminen kasvaa lämpötilan noustessa. Lämpötilan noustessa myös nesteessä olevien molekyylien osuus, jotka hankkivat haihtumiseen tarvittavan kineettisen energian, kasvaa.

Suljettu tai avoin säiliö

Kemiallinen haihtuminen on erilaista riippuen siitä, onko astia, jossa neste sijaitsee, suljettu vai avoin, alttiina ilmalle.

Jos neste on suljetussa astiassa, höyrystyvät molekyylit palautuvat nopeasti nesteeseen; ts. ne kondensoituvat törmääessään fyysiseen rajaan, kuten seiniin tai kansiin.

Tähän suljettuun astiaan muodostetaan dynaaminen tasapaino nesteen läpi tapahtuvan haihdutusprosessin ja kondensoitumisen välillä.

Jos säiliö on auki, neste voi haihtua jatkuvasti jopa kokonaan, ilmasta altistumisen ajankohdasta riippuen. Avoimessa astiassa ei ole mahdollista luoda tasapainoa haihtumisen ja kondensoitumisen välillä.

Kun säiliö on auki, neste altistetaan ympäristölle, joka helpottaa haihtuneiden molekyylien diffuusiota. Lisäksi ilmavirrat syrjäyttävät haihtuneet molekyylit korvaamalla ne muilla kaasuilla (lähinnä typellä ja hapella).

Haihtuneiden molekyylien pitoisuus

Pitoisuus, joka esiintyy haihtuneiden molekyylien kaasufaasissa, on myös ratkaiseva. Tämä haihtumisprosessi vähenee, kun haihduttavan aineen pitoisuus ilmassa tai ympäristössä on korkea.

Myös silloin, kun ilmassa on suuri pitoisuus erilaisia ​​haihtuneita aineita, minkä tahansa muun aineen haihtumisnopeus laskee.

Tämä haihtuneiden aineiden pitoisuus esiintyy pääasiassa tapauksissa, joissa ilman kiertoa ei ole riittävästi.

Nesteen paine ja pinta-ala

Jos nesteen pinnalla on vähemmän paineita molekyyleistä, näiden molekyylien haihtuminen on edullisempaa. Mitä leveämpi ilmalle altistuvan nesteen pinta-ala on, sitä nopeampaa haihtumista tapahtuu.

Sovellukset

Haihduttava jäähdytys

On jo selvää, että vain nesteen molekyylit, jotka lisäävät kineettistä energiaa, muuttavat nestefaasinsa kaasumaiseksi . Samanaikaisesti nesteen molekyyleissä, jotka eivät pääse ulos, kineettinen energia vähenee lämpötilan laskiessa.

Tässä vaiheessa vielä säilyneen nesteen lämpötila laskee, se jäähtyy; Tätä prosessia kutsutaan haihduttavaksi jäähdytykseksi. Tämä ilmiö selittää, miksi neste haihtumatta jäähtyessään voi imeä lämpöä sitä ympäröivästä ympäristöstä.

Kuten edellä mainittiin, tämän prosessin avulla voimme säätää kehomme kehon lämpötilaa. Myös tätä haihtumisjäähdytysprosessia käytetään ympäristöjen jäähdyttämiseen haihdutusjäähdyttimien avulla.

Materiaalien kuivaus

-Tuotantoteollisuustasolla tapahtuvaa kuivausta käytetään muun muassa kankaalla, paperilla, puulla valmistettujen materiaalien kuivaamiseen.

-Höyrystysprosessi palvelee myös liuotettujen aineiden, kuten suolojen, mineraalien, erottamista muiden liuenneiden aineiden joukosta nestemäisistä liuoksista.

-Pölynpoistoa käytetään esineiden, näytteiden kuivaamiseen.

-Mahdollistaa monien aineiden tai kemikaalien talteenoton.

Aineiden kuivaus

Tämä prosessi on välttämätön aineiden kuivaamiseen useissa lääketieteellisissä ja tutkimuslaboratorioissa yleensä.

On keskipako- ja kiertohaihduttimia, joita käytetään maksimoimaan liuottimien poistuminen useista aineista kerralla. Näissä laitteissa tai erityislaitteissa näytteet väkevöidään ja altistetaan hitaasti tyhjiölle haihdutusprosessin aikana.

esimerkit

- Esimerkki kemiallisesta haihtumisesta tapahtuu ihmiskehossa, kun hikoilu tapahtuu. Hikoillessa hiki haihtuu, vartalo pyrkii jäähtymään ja ruumiin lämpötila laskee.

Tämä hikihaihtumisprosessi ja sitä seuraava kehon jäähdytys edistävät kehon lämpötilan säätelyä.

-Vaatteiden kuivaus tapahtuu myös veden haihtumisprosessin ansiosta. Vaatteet on asetettu niin, että ilmavirta syrjäyttää kaasumaiset molekyylit ja siten tapahtuu enemmän haihtumista. Tässä vaikuttavat myös ympäristön lämpötila tai lämpö ja ilmakehän paine.

-Kuivasti varastoitujen ja myytävien kylmäkuivattujen tuotteiden, kuten maitojauheen, lääkkeiden, kuten lääkkeiden, tuotannossa tapahtuu myös haihtumista. Tämä haihdutus suoritetaan kuitenkin tyhjössä eikä johtuen lämpötilan noususta.

Muita esimerkkejä.

Viitteet

1. Kemia LibreTexts. (20. toukokuuta 2018). Haihtuminen ja kondensoituminen. Palautettu osoitteesta: chem.libretexts.org
2. Jimenez, V. ja Macarulla, J. (1984). Fysiologinen fysikokemia. (6 ^ta. Toim.). Madrid: Interamericana
3. Whitten, K., Davis, R., Peck M. ja Stanley, G. (2008). Kemia. (8 ^ava. Toim.). CENGAGE-oppiminen: Meksiko.
4. Wikipedia. (2018). Haihtuminen. Palautettu osoitteesta:
5. Fennel J. (2018). Mikä on haihtuminen? - Määritelmä ja esimerkit. Tutkimus. Palautettu osoitteesta study.com
6. Malesky, Mallory. (16. huhtikuuta 2018). Esimerkkejä haihdutuksesta ja tislauksesta. Sciencing. Palautettu osoitteesta: sciencing.com