Что такое сублимация химия 8 класс

Возгонка (сублимация)

Некоторые твердые вещества при нагревании способны активно испаряться до достижения температур их плавления. Обратный переход паров в твердое состояние происходит сразу, минуя жидкую фазу. Такой процесс называется возгонкой или сублимацией и применяется для очистки веществ.

Возгонка, даже однократная, как правило, приводит к получению вполне чистого продукта и нередко заменяет несколько перекристаллизации. Она может быть использована как для окончательной очистки продукта, так и для предварительного отделения летучего соединения от нелетучих примесей. От перекристаллизации возгонка выгодно отличается также более высоким выходом чистого продукта (98—99%).

С другой стороны, возгонка — весьма длительный процесс, поэтому его обычно используют для очистки небольших количеств веществ. Область применения этого метода ограничена также тем, что способность многих твердых соединении сублимироваться столь ничтожна, что не может быть использована для препаративных целей.

Поскольку скорость испарения пропорциональна общей площади поверхности испарения, подвергаемое возгонке вещество необходимо как можно тоньше измельчать. Не следует также допускать плавления вещества при возгонке, поскольку это ведет к падению скорости процесса вследствие резкого уменьшения поверхности вещества.

Применение разрежения, так же как и при перегонке, снижает температуру, при которой вещества начинают возгоняться, поэтому под вакуумом удается сублимировать многие трудполетучие соединения.

При выборе приборов для возгонки следует отдавать предпочтение конструкциям, в которых расстояние между возгоняемым веществом и поверхностью конденсации минимально. С уменьшением этого расстояния возрастает скорость возгонки.

Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс

Рис. 81. Приборы (а, б) для возгонки с конденсацией паров на охадаемых поверхностях.

Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс

Рис. 82. Простейший прибор для возгонки: 1 — фарфоровая чашка с веществом; 2 — стеклянная воронка; 3— кружок фильтровальной бумаги с отверстиям; 4 — песчаная баня; 5 — вата.

Для сублимации небольших количеств легко возгоняющихся веществ может быть использован про- стсйшпй прибор, состоящий кз фарфоровой чашки, часового стекла и обычной химической воронки (рис. 80). Возгоняемое вещество нагревают на песчаной бане; возгон собирается на холодных стенках воронки, откуда его следует периодически счищать. Чтобы кристаллы возгона не падали обратно в чашку, вещество накрывают кружком фильтровальной бумаги или асбеста, проколов в нем несколько отверстий.

Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс

Рис. 82. Прибор для возгонки небольших количеств веществ в вакууме.

Во многих случаях предпочтительнее проводить конденсацию на охлаждаемую поверхность. Из всех предложенных для этой цели приборов наиболее простыми и в то же время обеспечивающими минимальное расстояние до поверхности конденсации являются приспособления, изображенные на рис. 81.

Обычно применяемый прибор для возгонки небольших количеств веществ в вакууме приведен на рис. 82. К его недостаткам относится необходимость периодического отключения вакуума и разборки прибора для соскабливания возгона.

В вакуум-сублиматоре, изображенном на рис. 83, возгон собирается в горизонтально расположенном холодильнике с достаточно широкой внутренней трубкой. Во избежание преждевременной конденсации продукта колбу с возгоняемым веществом по самое горло погружают в нагретую до нужной температуры жидкостную баню. Небольшой ток воздуха или инертного газа, подаваемый в’ колбу через капилляр, способствует эффективному отводу паров от поверхности испарения, что резко повышает производительность прибора.

Для предотвращения уноса мельчайших частиц вещества с током газа в отводное горло колбы целесообразно впаять пористую стеклянную перегородку, однако при небольшом расходе газа эта мера не обязательна.

Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс

В зависимости от свойств очищаемого вещества и его количества можно изменять конструкцию отдельных частей прибора, не меняя принципа его действия. Так, различными могут быть форма колбы и способ ее обогрева. В качестве конденсатора для сублимации больших количеств вещества очень удобна охлаждаемая снаружи двухгорлая колба.

Источник

20 примеров химической сублимации и характеристик

некоторые примеры сублимации химия процессы, которые испытывают воду, углекислый газ, йод, мышьяк или серу.

Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс

При данной температуре большинство соединений и химических элементов могут обладать одним из трех разных состояний вещества при разных давлениях. В этих случаях переход из твердого состояния в газообразное состояние требует промежуточного жидкого состояния.

При температурах ниже тройной точки снижение давления приведет к фазовому переходу непосредственно от твердого тела к газу. Кроме того, при давлениях ниже давления в трех точках повышение температуры приведет к тому, что твердое вещество превращается в газ, не проходя через жидкую область (Boundless, S.F.).

Для некоторых веществ, таких как уголь и мышьяк, сублимация намного легче, чем испарение. Это связано с тем, что давление его тройной точки очень велико и их трудно получить в виде жидкостей..

Процесс сублимации требует дополнительной энергии; Это эндотермическое изменение. Энтальпия сублимации (теплота сублимации) может быть рассчитана с суммой энтальпии плавления и энтальпии испарения.

Противоположный процесс, когда газ претерпевает фазовое изменение в твердой форме, называется отложением или десублимацией (Anne Marie Helmenstine, 2016).

20 примеров сублимации

1- Углекислый газ

Его можно использовать для создания особого дымчатого или жуткого эффекта. Из-за своей относительной безопасности сухой лед является хорошим выбором на демонстрациях в классе.

Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс

2- Вода

В особых условиях замерзшая вода (лед) может пропускать жидкую фазу и сублимировать в воздухе. Трудно увидеть сублимацию льда, но вы можете увидеть результаты.

Южная поверхность горы Эверест имеет идеальные условия для сублимации снега: низкие температуры, сильный солнечный свет, низкая относительная влажность и сухие ветры (VanBuren, S.F.).

3- Йод

Йод при температуре 100 ° С превращается из твердого в токсичный пурпурный газ. Это используется в криминалистике для захвата отпечатков пальцев.

4- Мышьяк

При температуре 615 ° С мышьяк сублимируется. Это представляет опасность, учитывая токсичность элемента.

5- Сера

Это соединение сублимирует от 25 до 50 ° C, вызывая токсичные и удушающие газы (Tucker, 1929).

6- Печатные краски

Сухие сублимационные принтеры используют процесс сублимации для печати изображений фотографического качества.

Процесс начинается, когда появляются специальные пленки, содержащие твердые пигменты, которые при нагревании, сублимации и повторном захвате позже.

Изображения могут быть напечатаны на полиэстеровых рубашках, банках или листах из алюминия или хрома (МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПРИНЦЫ, Окрашивающие на алюминий, S.F.).

7- Ароматизаторы

Твердые освежители воздуха также сублимируют. Эти соединения обычно являются сложными эфирами, в том числе и теми, которые висят на унитазе. Так химические вещества попадают прямо в воздух и делают запах прохладным.

8- Нафталин

Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс

Шарики нафталина сделаны с этим составом, который сублимирует моли.

9- Цинк

Это соединение имеет тенденцию сублимировать при низком давлении.

10- Алюминий

Этот металл сублимируется при температуре выше 1000 ° С для определенных промышленных процессов.

11- Металлургия

Некоторые сплавы очищаются сублимационными методами. Таким образом, соединения, составляющие сплав, разделяются с получением очищенных продуктов..

12- кадмий

Другое соединение, которое сублимирует при низком давлении. Это особенно проблематично в ситуациях, когда вы работаете в высоком вакууме.

13- графит

Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс

Этот материал сублимируется путем пропускания электрического тока большой силы тока в высоком вакууме. Эта процедура используется в просвечивающей электронной микроскопии для проведения образцов и имеет более высокое разрешение.

14- Золото

Сублимация золота используется для изготовления недорогих медалей и «позолоченных» украшений. Он также используется для обработки образцов сканирующей электронной микроскопии..

15- Камфора

При определенной температуре камфара сублимируется, что используется для ее очистки или в лечебных целях.

16- ментол

Ментол сублимируется очень легко. Когда вы смотрите на бутылку чистого ментола, вы видите тонкие иглы ментола. Они растут путем осаждения. Это означает, что твердый ментол сублимирует.

17- антрацен

Это белое твердое вещество, которое легко сублимируется. Этот метод обычно используется для его очистки.

18- бензойная кислота

Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс

Это добавка к пище, которая легко сублимируется для очистки (Crampton, 2017).

19- Салициловая кислота

Используется как мазь для снятия лихорадки, так как легко сублимируется. Этот метод также используется для его очистки (Очистка органических соединений, S.F.).

20- Космическая сублимация

Феномен сублимации наблюдается не только ежедневно или в лаборатории. Астрономы и астрофизики имеют тенденцию иметь дело с этим явлением, когда они поворачивают свой взгляд к звездам.

Примерами являются сублимация воды ядер комет, приближение кометы к Солнцу и сублимация полярных ледяных шапок на Марсе во время марсианского лета (Технологический университет Суинберна, С.Ф.).

Источник

7.6. Возгонка (сублимация) и десублимация

Возгонку применяют для дополнительной очистки небольших количеств вещества от малолетучих примесей или малолетучего вещества от легколетучих примесей. Важным преимуществом возгонки по сравнению с кристаллизацией того же вещества из раствора является исключение из процесса очистки растворителя, который часто должен быть очень чистым.

Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс

Простейший сублиматор состоит из химического стакана 4 (Рис. 138, а) с возгоняемым веществом и десублимационной воронки 2, через которую пропущена стеклянная трубка закрепленная на конце трубки воронки обрезком резинового шланга. Стакан нагревают на электрической плитке 5. Для увеличения скорости возгонки через трубку 1 подают из газометра (см. рис. 271) слабый поток необходимого газа или воздуха из любого микрокомпрессора. Газ (воздух) предварительно пропускают для удаления аэрозоля через фильтр Петрянова.

Пар возгоняемого вещества, увлеченный потоком газа, омывает внутреннюю поверхность воронки, образуя на ней кристаллы десублимата 3. Скорость потока газа следует регулировать. При большом потоке возрастает унос мелкодисперсной твердой фазы с поверхности нагреваемого вещества и десублимата. Таким же простым сублиматором является фарфоровая чашка 3 с возгоняемым веществом (рис. 138, б), накрытая воронкой 1 и нагреваемая на песочной бане 4. Для улучшения десублимации возгоняемого вещества 2 на внешнюю поверхность воронок накладывают влажную ткань или влажную фильтровальную бумагу (на рисунках они не показаны). Используют также воронки с охлаждающей рубашкой.

Рекомендуемые в ряде руководств сублиматоры, состоящие из колбы 2 (рис. 138, в) и пальчикового холодильника 7, на котором образуются кристаллы 3 десублимата, не имеют особых преимуществ перед рассмотренными выше сублиматорами с воронками. Трубки 4 и 5 служат для создания потока газа.

Пальчиковый пришлифованный холодильник часто трудно удалить из горла колбы из-за заедания шлифа продуктами возгонки. Поэтому лучше конец горла колбы не шлифовать, а оставить на нем небольшие канавки для выхода газа. Кроме того, при извлечении холодильника с достаточно толстым слоем десублимата 3 происходит потеря последнего из-за обдирания его внутренними стенками выходного отверстия колбы. Чтобы избежать такой потери десублимата, применяют более простой прибор, состоящий из колбы-холодильника 1 (рис. 138, г) с проточной водой и химического стакана 3 с возгоняемым веществом. Десублимат 2 образуется на отростке колбы.

Во всех рассмотренных выше типах сублиматоров возможен местный перегрев твердой фазы, вызывающий растрескивание кристаллов с появлением аэрозоля вещества, уносимого с паром.

устранения этого явления применяют сублиматоры с постоянной температурой нагрева вещества при помощи пара кипящей жидкости.

Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс

В сублиматорах типа а (рис. 139) порошок загружают в трубку 8 после удаления головки с краном, холодильника 6 и колбо-нагревателя 7. Затем заливают необходимую жидкость в сосуд 5. вставляют холодильник и головку с трубками 7 и 2, стараясь не задеть газоподводной трубкой 1 слой порошка, и размешают сосуд 5 в колбонагревателе 7. Как только закипит жидкость, начинают пропускать воздух или инертный газ через трубку 1. регулируя скорость газа краном. Возгон 3 оседает в холодной части трубки 8. Диафрагма 4 служит для обеспечения равномерной толщины слоя десублимата на холодной части поверхности трубки 8 и повышения степени десублимации.

Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс

Количество получаемого десублимата растет с приближением охлаждающей поверхности к поверхности возгоняемого вещества, а увеличению скорости возгонки способствует применение вакуума со слабым потоком воздуха или другого газа.

Вакуум-сублиматор с пальчиковым холодильником 1 (рис. 140, а) состоит из сосуда 2 с лодочкой 4. Нагревание сосуда 2 осуществляют в трубчатой печи 5.

Вакуум-сублиматор с воздушным охлаждением (рис. 140, б) имеет широкую пробирку 7 со стеклянной трубкой 2, вмещающей лодочку 4 овального типа, плотно входящую в трубку 2 задней своей частью. Поэтому десублимат 3 собирается преимущественно в передней части трубки. После окончания возгонки лодочку извлекают из правого конца 5 трубки 2, не затрагивая возгон 3. Такой сублиматор позволяет очень быстро удалить возгон без загрязнения его исходным веществом.

Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс

Для вакуумной возгонки порошка в токе инертного газа пригодно устройство Солтиса (рис. 141, а). Вещество 3 помещают на пластинку 4 из пористого стекла. Верхний конец сосуда 8 закрывают пробкой с капилляром 1, через который пропускают слабый ток инертного газа. Следуя за потоком газа, пар вещества проходит пористую пластинку 4 и осаждается на поверхности холодильника 5.

В вакуум-сублиматоре с защитной рубашкой 2 (рис. 141, 6) холодильником служит пробирка 1, заполненная охлаждающей смесью. Рубашка 2 имеет пористую стеклянную пластинку 4 которая препятствует загрязнению осаждающегося на пробирке 1 десублимата частицами исходного порошка, увлекаемыми его паром.

Источник

сублимация

СУБЛИМАЦИЯ (возгонка) (от лат. sublimo — возношу)

переход вещества из твердого состояния непосредственно (без плавления) в газообразное. С. подчиняется общим законам испарения. Обратный процесс — конденсация вещества из газообразного состояния, минуя жидкое, непосредственно в твердое состояние — наз. десублимацией (Д.). С. и Д. — фазовые переходы первого рода.

Сублимационно-десублимационные процессы (СД процессы) могут протекать без участия и с участием т. наз. растворителей — инертных (не претерпевающих фазовых переходов) газообразных или твердых компонентов. СД процессы с растворителями проводят при атм. или повыш. давлении, без растворителей — в вакууме.

В СД процессах с растворителями инертное газообразное вещество (газ-носитель) служит для переноса паров сублимируемых (десублимируемых) веществ, а также для охлаждения газовых смесей при Д. Инертное твердое вещество вводят в систему: в качестве носителя для переноса продукта Д. — десублимата ( напр., при фракционной сублимац. очистке веществ, см. ниже); для интенсификации подвода теплоты; для обеспечения равномерного индукционного или высокочастотного нагрева исходного материала и т. д.

Д. осуществляется на твердые поверхности или происходит в объеме газовой фазы с выделением твердого вещества в виде частиц аэрозоля.

Известны природные СД процессы, напр.: образование газовых гидратов, образование и изменение ядер комет, Д. водяного пара в атмосфере, С. льда.

Механизмы. С. — эндотермический, а Д. — экзотермический процессы. В случае С. при подводе энергии (конвективный или контактный нагрев, нагрев излучением, напр. лазерным) происходит разрыв межмол. связей. Сублимир. вещества м. б. конечными продуктами или направляться на Д., перед которой могут подвергаться промежуточной обработке, напр. адсорбц. очистке.

При Д. (процесс самоорганизации) возникают ван-дер-ваальсовы связи между отдельными молекулами вещества с выделением энергии, которую отводят от десублимата непосредств. контактом его с охлаждаемой твердой поверхностью, взаимод. с вводимым дополнительно хладагентом, испарением жидкости ( напр., воды), добавляемой в газовую смесь, ее расширением.

Газовая фаза чаще всего образует идеальную смесь компонентов. Твердая фаза может образовывать системы, в которых компоненты полностью взаимно нерастворимы, неограниченно взаимно растворимы, ограниченно растворимы. Характер твердых систем определяет в осн. инженерное оформление СД процессов.

Статика. СД процессы, как и др. процессы с фазовыми переходами первого рода, удобно представлять с помощью трехфазной диаграммы состояния (рис. 1). На этой диаграмме сублимац. процесс изображен пунктирными линиями, пересекающими кривую с в точке ниже тройной точки Тр при повышении температуры и постоянном давлении либо при понижении давления и постоянной температуре.

Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс

Рис. 1. Фазовая диаграмма для сублимац.-десублимац. процессов: а. Ъ. с-кривые давления пара соотв. при плавлении вещества, над жидкостью, над твердой фазой, Тр-тройная точка; p-давление; T — абс. температура.

Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс

Для многокомпонентных систем уравнение для рп по форме аналогично уравнению (1), но зависит от характера взаимод. компонентов.

При Д. переход от гомогенной системы к гетерогенной начинается с образования единичных элементов новой фазы-твердых зародышей (кластеров), которые после достижения критич. размера имеют тенденцию к неограниченному росту. Энергия кластеров увеличивается с возрастанием числа входящих в них молекул, стремясь асимптотически к пределу, равному теплоте фазового перехода. Термодинамически возможность протекания СД процессов определяется соотношением:

Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс

где энергия Гиббса ΔG 100 — от 140 до 160кДж/(моль∙К).

Кинетика. С. — многостадийный процесс, для проведения которого необходима дополнит. тепловая энергия. При ее подводе частицы вещества мигрируют на поверхности твердой фазы из состояния с наиб. прочностью связей в состояние с их меньшей прочностью, а затем в газовую фазу. Одновременно из нее происходит Д. частиц. При равновесии число десублимировавшихся на поверхности частиц отличается от числа частиц, ударяющихся о поверхность. Соотношение указанных потоков определяется т. наз. коэффициентом конденсации или С. α (ОЧто такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 классαЧто такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс1). Макс. скорость СД процессов наиб. просто находят при их проведении в вакууме по уравнению Герца — Кнудсена;

Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс

где рг-давление паров вещества в газовой фазе.

Скорости С. и Д. обусловливаются прежде всего скоростью разрушения кристаллов при С. и скоростью кристаллизации при Д., а также скоростями переноса массы от поверхности твердой фазы в газовый поток. По мере протекания С. и Д. изменяются характеристики твердой фазы (толщина и пористость слоя, шероховатость поверхности и др.) и соотв. интенсивность тепло- и массообмена с газовой фазой.

Аппаратурное оформление и технологические схемы СД процессов. При их осуществлении необходимо обеспечить ввод в систему твердой фазы и подвод к ней энергии, перемещение пара в газовой фазе, выполнение осн. цели ( напр., разделения компонентов), отвод тепловой энергии при Д.; выделение продукта на твердой поверхности или в объеме газовой фазы, отделение газа-носителя от оставшегося в виде пара или аэрозоля продукта; поддержание в системе необходимых давления и температуры.

Оборудование для проведения СД процессов включает системы нагрева и охлаждения, подачи газовых потоков, вакуумные, транспортирования твердой фазы и управления процессом. Аппараты для собственно С. и Д. чрезвычайно разнообразны: трубчатые (без оребрения и с разл. оребре-нием), полочные ( в т. ч. с вращающимися полками), роторные вихревые, колонные с псевдоожиженным слоем, вакуумные камеры и т. д. Основа расчета таких аппаратов-мат. модели, включающие уравнения переноса массы, теплоты и импульса в рабочем объеме для паровой фазы и частиц аэрозоля, кинетич. зависимости для разрушения и роста твердой фазы, описание изменения пористой структуры этой фазы и ее поверхностной шероховатости.

Один из важных параметров СД процессов-количество подводимой (отводимой) теплоты. Для С. данный параметр определяется теплотой фазового перехода, в случае Д. предварительно находят необходимую величину охлаждения газа по уравнению:

Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс

где φ-степень улавливания вещества; ΔHД— энтальпия Д.; ρп, ρг-плотность пара вещества и газа-носителя; Cртеплоемкость газа-носителя; pп.вх-давление пара вещества на входе в систему, p — общее давление в ней.

В зависимости от назначения СД процессов используют разные технол. схемы их проведения. Типичные примеры-схемы очистки разл. веществ. Очистка включает простую (однократные С. и Д.) и фракционную С. (многоступенчатая прямо- и противоточная, а также зонная; см. кристаллизационные методы разделения смесей): Простая С. может быть вакуумной (рис. 2, а) или с газом-носителем, который удаляется из системы (рис. 2, б) либо рециркулирует в ней (рис. 2, в). При фракционной С. может осуществляться рециркуляция как газообразного, так и твердого носителей (рис. 2, г), что обеспечивает противоток фаз в сублимац. колонне. В этой схеме инертные твердые нелетучие частицы подаются в десублиматор-дефлегматор над сублимац. колонной при температуре ниже точки Д. пара; здесь частицы покрываются тонкой пленкой твердого десублимата, создающего обратный поток для укрепляющей части сублимац. колонны. Более летучие компоненты концентрируются в ее верх. части, менее летучие — в нижней. Противоток паровой фазы осуществляется под воздействием температурного градиента (с возрастанием температуры сверху вниз) либо введением в ниж. часть колонны рециркулирующего инертного газа-носителя, создающего поднимающийся вверх поток пара.

Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть фото Что такое сублимация химия 8 класс. Смотреть картинку Что такое сублимация химия 8 класс. Картинка про Что такое сублимация химия 8 класс. Фото Что такое сублимация химия 8 класс

Рис. 2. Схемы сублимац. очистки веществ: а — простая вакуумная сублимация; б — сублимация с инертным газом-носителем; в — сублимация с рециклом газа-носителя; г — фракционная сублимация с рециклами газа-носителя и твердого носителя; 1 — сублиматор; 2 — десублиматор-дефлегматор; 3 — остаток вещества; 4 — нагреват. контур; 5 — питание; 6 — пар; 7 — вентиль (для сублимации из расплава — квазисублимации); 8 — охлаждающий контур; 9 — смесь пара и газа-носителя; 10, 11, 13 — нагретый газ-носитель и его рецикл; 12 — смесь газа-носителя и непро-цесублимир. продукта; 14 — испаритель; 15 — десублиматор обратного потока∙ 16 — рецикл твердого носителя; 17, 18 — укрепляющая и исчерпывающая секции.

Применение СД процессов. К достоинствам этих процессов можно отнести: сравнительно высокий равновесный коэф. разделения; возможность в случае использования газовых смесей исключить испарение растворителей (в отличие от абсорбции и ректификации); меньшая рабочая температура (чем при дистилляции); удобство управления процессом нанесения покрытий; возможность получать целевые продукты сразу в товарной форме (дисперсные частицы, монокристаллы, твердые пленки), высокочистые материалы, композиции несплавляемых компонентов (нитевидные кристаллы из неметаллов в металлич. матрице), тонкие и сверхтонкие порошки металлов, их оксидов. Благодаря этим и др. достоинствам СД процессы нашли широкое распространение (особенно начиная с 70-х гг.) в разл. областях науки и техники.

Сублимац. очистке подвергают неорг. (HfCl4, A1C13,I2, ряд металлов) и орг. (антрахинон, бензойная и салициловая кислоты, цианурхлорид, фталоцианины) вещества, материалы для микроэлектроники. В криогенной технике СД процессы применяют для очистки газовых смесей ( см. воздуха разделение). К сублимац. очистке относят также разделение изотопов урана.

СД процессы применяют для выделения целевых продуктов из паровоздушных смесей ( напр., фталевый и ма-леиновый ангидриды), получения новых веществ ( техн. углерод, алмазы в виде монокристаллов или пленок и т. д.).

Сублимац. сушку (сушку вымораживанием) используют в производствах капрона, лавсана и полиэтилена; для очистки Sb2O3, CaF2, ZnS, камфоры, пирогаллола, салициловой кислоты и др.; при получении антибиотиков, пищ. продуктов, мед. препаратов (плазма крови, кровезаменители и т. п.).

СД процессы используют для послойного анализа хим. состава твердых систем (с использованием метода лазерного испарения); для нанесения защитных покрытий на микросферы ядерного топлива, на поверхности разл. веществ при изготовлении чувствит. датчиков (сенсоров) состава и свойств газов, на поверхности углеродных волокон и изделий из них, а также на металлич. поверхности ( напр., хромирование); в технологии полупроводников и сверхпроводников; при изготовлении светоизлучающих диодов, оптич. световодов и др. в опгоэлектронике; для записи информации на лазерных оптич. дисках; при создании интегральных схем в микроэлектронике; при тепловой защите сверхзвуковых аппаратов ( см. абляционные материалы); при создании газодинамич. потоков (процессы, протекающие при горении смесевых твердых ракетных топлив, и др.); для термопереводного печатания ( т. е. получения оттисков путем переноса красителя при нагр. с печатной формы на ткань, бумагу, строит. и иные материалы). На этом методе основано, в частности, применение видеопринтеров для получения высококачеств. цветных копий на пленочных носителях. Электрич. сигналы, поступающие в принтер с видеосистемы ( напр., дисплея), подводятся к термоголовке, точечные элементы которой нагревают нанесенный на рулонную полимерную пленку слой красителей разл. цветов. Красители последовательно сублимируются (в количестве, пропорциональном количеству энергии, подведенной к каждому элементу термоголовки) и переносятся в газовой фазе к осн. носителю изображения. Метод обеспечивает наиб. высокое среди всех принтеров качество изображения, позволяя воспроизводить св. 16 млн. цветовых оттенков.

СД процессы протекают также при газофазной полимеризации, химических транспортных реакциях, химическом осаждении из газовой фазы. При описании этих и иных процессов, сопровождающихся хим. превращениями, в литературе иногда используют термины «хим. возгонка» и «хим. десублимация».

Лит.: Гуйго Э.И., Журавская Н.К., Каухчешвили Э. И., Сублимационная сушка в пищевой промышленности, 2 изд., М., 1972; Евдокимов В. И., Химическая возгонка, М., 1984; Процессы сублимации и десубли-мации в химической технологии. Обзорная информация, в. 9, М., 1985; Горелик А. Г., Амитин А.В., Десублимация в химической промышленности, М., 1986; Емяшев А. В., Газофазная металлургия тугоплавких соединений, М., 1987; Головашкин А.И., «Ж. Всес. хим. общества им. Д.И.Менделеева», 1989, т. 34, № 4, с. 481–92.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *