Что такое сублимация в химии определение

СУБЛИМАЦИЯ

(возгонка, от лат. sublimo- возношу), переход в-ва из твердого состояния непосредственно (без плавления) в газообразное. С. подчиняется общим законам испарения. Обратный процесс -конденсация в-ва из газообразного состояния, минуя жидкое, непосредственно в твердое состояние-наз. десублимацией (Д.). С. и Д.-фазовые переходы первого рода.

Сублимац.-десублимац. процессы (СД процессы) могут протекать без участия и с участием т. наз. р-рителей-инертных (не претерпевающих фазовых переходов) газообразных или твердых компонентов. СД процессы с р-рителями проводят при атм. или повыш. давлении, без р-рителей-в вакууме.

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

Д. осуществляется на твердые пов-сти или происходит в объеме газовой фазы с выделением твердого в-ва 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. в-ва м. б. конечными продуктами или направляться на Д., перед к-рой могут подвергаться промежуточной обработке, напр. ад-сорбц. очистке.

При Д. (процесс самоорганизации )возникают ван-дер-ваальсовы связи между отдельными молекулами в-ва с выделением энергии, к-рую отводят от десублимата не-посредств. контактом его с охлаждаемой твердой пов-стью, 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 к-рых компоненты полностью взаимно нерастворимы, неограниченно взаимно р-римы, ограниченно р-римы. 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 св точке ниже тройной точки Тр при повышении т-ры и постоянном давлении либо при понижении давления и постоянной т-ре.

Что такое сублимация в химии определение. Смотреть фото Что такое сублимация в химии определение. Смотреть картинку Что такое сублимация в химии определение. Картинка про Что такое сублимация в химии определение. Фото Что такое сублимация в химии определение

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

Что такое сублимация в химии определение. Смотреть фото Что такое сублимация в химии определение. Смотреть картинку Что такое сублимация в химии определение. Картинка про Что такое сублимация в химии определение. Фото Что такое сублимация в химии определение

Для многокомпонентных систем ур-ние для р п по форме аналогично ур-нию (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), к-рые 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 в химии определение. Смотреть фото Что такое сублимация в химии определение. Смотреть картинку Что такое сублимация в химии определение. Картинка про Что такое сублимация в химии определение. Фото Что такое сублимация в химии определение

где энергия Гиббса DG С для молекул, содержащих более 5 атомов, составляет 4-8 кДж/моль. Для молекул с мол. массой М Что такое сублимация в химии определение. Смотреть фото Что такое сублимация в химии определение. Смотреть картинку Что такое сублимация в химии определение. Картинка про Что такое сублимация в химии определение. Фото Что такое сублимация в химии определение100 изменение энтропии DS = 120-140, для М >100-от 140 до 160кДж/(моль

Источник

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 в химии определение. Смотреть фото Что такое сублимация в химии определение. Смотреть картинку Что такое сублимация в химии определение. Картинка про Что такое сублимация в химии определение. Фото Что такое сублимация в химии определение

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

Что такое сублимация в химии определение. Смотреть фото Что такое сублимация в химии определение. Смотреть картинку Что такое сублимация в химии определение. Картинка про Что такое сублимация в химии определение. Фото Что такое сублимация в химии определение

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 в химии определение. Смотреть фото Что такое сублимация в химии определение. Смотреть картинку Что такое сублимация в химии определение. Картинка про Что такое сублимация в химии определение. Фото Что такое сублимация в химии определение

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 в химии определение. Смотреть фото Что такое сублимация в химии определение. Смотреть картинку Что такое сублимация в химии определение. Картинка про Что такое сублимация в химии определение. Фото Что такое сублимация в химии определение

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

СУБЛИМАЦИЯ

Сублимац.-десублимац. процессы (СД процессы) могут протекать без участия и с участием т. наз. р-рителей-инертных (не претерпевающих фазовых переходов) газообразных или твердых компонентов. СД процессы с р-рителями проводят при атм. или повыш. давлении, без р-рителей-в вакууме.

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

Д есублимация осуществляется на твердые пов-сти или происходит в объеме газовой фазы с выделением твердого в-ва в виде частиц аэрозоля.

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

Механизмы. Сублимация-эндотермический, а десублимация-экзотермический процессы. В случае сублимации при подводе энергии (конвективный

или контактный нагрев, нагрев излучением, напр. лазерным) происходит разрыв межмол. связей. Сублимир. в-ва м. б. конечными продуктами или направляться на десублимацию, перед к-рой могут подвергаться промежуточной обработке, напр. ад-сорбц. очистке.

При десублимации (процесс самоорганизации)возникают ван-дер-ваальсовы связи между отдельными молекулами в-ва с выделением энергии, к-рую отводят от десублимата не-посредств. контактом его с охлаждаемой твердой пов-стью, 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 к-рых компоненты полностью взаимно нерастворимы, неограниченно взаимно р-римы, ограниченно р-римы. 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 т-ры и постоянном давлении либо при понижении давления и постоянной т-ре.

Что такое сублимация в химии определение. Смотреть фото Что такое сублимация в химии определение. Смотреть картинку Что такое сублимация в химии определение. Картинка про Что такое сублимация в химии определение. Фото Что такое сублимация в химии определение

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

Что такое сублимация в химии определение. Смотреть фото Что такое сублимация в химии определение. Смотреть картинку Что такое сублимация в химии определение. Картинка про Что такое сублимация в химии определение. Фото Что такое сублимация в химии определение

Для многокомпонентных систем ур-ние для р п по форме аналогично ур-нию (1), но зависит от характера взаимод. компонентов.

При десублимации переход от гомогенной системы к гетерогенной начинается с образования единичных элементов новой фазы-твердых зародышей (кластеров), к-рые 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 в химии определение. Смотреть фото Что такое сублимация в химии определение. Смотреть картинку Что такое сублимация в химии определение. Картинка про Что такое сублимация в химии определение. Фото Что такое сублимация в химии определение

где энергия Гиббса D G D S-изменение энтропии системы. При равновесии D G = 0. С повышением т-ры увеличивается термодинамич. вероятность протекания сублимации. Изменение D Н С для молекул, содержащих более 5 атомов, составляет 4-8 кДж/моль. Для молекул с мол. массой МЧто такое сублимация в химии определение. Смотреть фото Что такое сублимация в химии определение. Смотреть картинку Что такое сублимация в химии определение. Картинка про Что такое сублимация в химии определение. Фото Что такое сублимация в химии определение100 изменение энтропии D S = 120-140, для М > 100-от 140 до 160кДж/(моль·К).

Что такое сублимация в химии определение. Смотреть фото Что такое сублимация в химии определение. Смотреть картинку Что такое сублимация в химии определение. Картинка про Что такое сублимация в химии определение. Фото Что такое сублимация в химии определение

Скорости сублимации и десублимации обусловливаются прежде всего скоростью разрушения кристаллов при сублимации и скоростью кристаллизации при десублимации, а также скоростями переноса массы от пов-сти твердой фазы в газовый поток. По мере протекания сублимации и десублимации изменяются характеристики твердой фазы (толщина и пористость слоя, шероховатость пов-сти 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 десублимации; выделение продукта на твердой пов-сти или в объеме газовой фазы, отделение газа-носителя от оставшегося в виде пара или аэрозоля продукта; поддержание в системе необходимых давления и т-ры.

Оборудование для проведения СД процессов включает системы нагрева и охлаждения, подачи газовых потоков, вакуумные, транспортирования твердой фазы и управления процессом. Аппараты для собственно сублимации и десублимации 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 ур-ния 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-кол-во подводимой (отводимой) теплоты. Для сублимации данный параметр определяется теплотой фазового перехода, в случае десублимации предварительно находят необходимую величину охлаждения газа по ур-нию:

Что такое сублимация в химии определение. Смотреть фото Что такое сублимация в химии определение. Смотреть картинку Что такое сублимация в химии определение. Картинка про Что такое сублимация в химии определение. Фото Что такое сублимация в химии определение

В зависимости от назначения СД процессов используют разные технол. схемы их проведения. Типичные примеры-схемы очистки разл. в-в. Очистка включает простую (однократные сублимация и десублимация) и фракционную сублимацию (многоступенчатая прямо- и противоточная, а также зонная; см. Кристаллизационные методы разделения смесей): Простая сублимация может быть вакуумной (рис. 2, а)или с газом-носителем, к-рый удаляется из системы (рис. 2, б)либо рециркулирует в ней (рис. 2, в). При фракционной сублимации 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 т-ре ниже точки десублимации 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 т-ры сверху вниз) либо введением в ниж. часть колонны рециркулирующего инертного газа-носителя, создающего поднимающийся вверх поток пара.

Что такое сублимация в химии определение. Смотреть фото Что такое сублимация в химии определение. Смотреть картинку Что такое сублимация в химии определение. Картинка про Что такое сублимация в химии определение. Фото Что такое сублимация в химии определение

Применение СД процессов. К достоинствам этих процессов можно отнести: сравнительно высокий равновесный коэф. разделения; возможность в случае использования газовых смесей исключить испарение р-рителей (в отличие от абсорбции и ректификации); меньшая рабочая т-ра (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.

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

СД процессы используют для послойного анализа хим. состава твердых систем (с использованием метода лазерного испарения); для нанесения защитных покрытий на микросферы ядерного топлива, на пов-сти разл. в-в при изготовлении чувствит. датчиков (сенсоров) состава и св-в газов, на пов-сти углеродных волокон и изделий из них, а также на металлич. пов-сти (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 к-рой нагревают нанесенный на рулонную полимерную пленку слой красителей разл. цветов. Красители последовательно сублимируются (в кол-ве, пропорциональном кол-ву 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. об-ва им. Д. И.Менделеева», 1989, т. 34, № 4, с. 481-92. А. Г. Горелик.

Источник

Возгонка

Что такое сублимация в химии определение. Смотреть фото Что такое сублимация в химии определение. Смотреть картинку Что такое сублимация в химии определение. Картинка про Что такое сублимация в химии определение. Фото Что такое сублимация в химии определение

Возго́нка (сублимация) — переход вещества из твёрдого состояния сразу в газообразное, минуя жидкое. Поскольку при возгонке изменяется удельный объём вещества и поглощается энергия (теплота сублимации), возгонка является фазовым переходом первого рода. Обратным процессом является десублимация.

Содержание

Примеры возгонки

Сублимация йода

Возгонка характерна, например, для элементарного йода I2, который при нормальных условиях не имеет жидкой фазы: чёрные с голубым отливом кристаллы сразу превращаются (сублимируются) в газообразный молекулярный йод (медицинский «йод» представляет собой спиртовой раствор).

Известным примером десублимации является появление инея на ветках во время усиления мороза.

Сублимация воды

Хорошо поддается возгонке вода, что определило широкое применение данного процесса как одного из способов сушки. При промышленной возгонке сначала производят заморозку исходного тела, а затем помещают его в вакуумную или заполненную инертными газами камеру. Физически процесс возгонки продолжается до тех пор, пока концентрация водяных паров в камере не достигнет нормального для данной температуры уровня, в связи с чем избыточные водяные пары постоянно откачивают. Возгонка применяется в химической промышленности, в частности, на производствах взрывоопасных или взрывчатых веществ, получаемых осаждением из водных растворов.

Применение процесса

Применение сублимации в лабораторной технике

На эффекте возгонки основан один из способов очистки твердых веществ. При определенной температуре одно из веществ в смеси возгоняется с более высокой скоростью чем другое. Пары очищаемого вещества конденсируют на охлаждаемой поверхности. Прибор, применяемый для этого способа очистки, называется сублиматор.

Сублимационная сушка

См. также

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Возгонка» в других словарях:

возгонка — сублимация, дистилляция Словарь русских синонимов. возгонка сущ., кол во синонимов: 9 • вакуум возгонка (1) • … Словарь синонимов

ВОЗГОНКА — ВОЗГОНКА, процесс, при к ром твердое тело при помощи нагревания переводится в газообразное состояние, а потом охлаждением обратно в твердое, минуя жидкий стадий. Возможна для так наз. летучих веществ, обладающих значительным напряжением пара уже… … Большая медицинская энциклопедия

возгонка — сублимация Переход вещ ва из конденсиров. состояния в газообр., сопровождаемый изменением своб. энергии, значит, долю к рой составляет теплота возгонки или сублимации. В. элементов, обладающих выс. значениями давл. насыщ. пара, происходит во… … Справочник технического переводчика

ВОЗГОНКА — ВОЗГОНКА, то же, что сублимация … Современная энциклопедия

ВОЗГОНКА — то же, что сублимация … Большой Энциклопедический словарь

ВОЗГОНКА — ВОЗГОНКА, возгонки, жен. (физ.). Перевод или переход твердого тела непосредственно в пар. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

возгонка — ВОЗГОНЯТЬСЯ ( яюсь, яешься, 1 и 2 л. не употр.), яется; несов. (спец.). О веществе: переходить при нагревании из твёрдого состояния в газообразное, минуя стадию жидкости. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

ВОЗГОНКА — (сублимация), переход в ва из тв. состояния в газообразное, минуя жидкую фазу. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983 … Физическая энциклопедия

ВОЗГОНКА — син. термина сублимация. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия

Возгонка — ВОЗГОНКА, то же, что сублимация. … Иллюстрированный энциклопедический словарь

ВОЗГОНКА — (сублимация) процесс перехода вещества из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу; используется для очистки веществ … Большая политехническая энциклопедия

Источник

20 Примеры химической сублимации и характеристики

Содержание:

На этих диаграммах состояния наблюдается точка, в которой три линии, разделяющие твердую, жидкую и газовую фазы, соединяются (и сосуществуют одновременно): тройная точка. Ниже этой точки находятся две зоны равновесия: одна для твердого тела и одна для газа. Таким образом, манипулируя давлением, достигается прямой переход твердое тело-газ.

Вот почему многие другие твердые соединения способны сублимироваться при нагревании за счет понижения давления или применения вакуума.

Примеры сублимации

Сухой лед

Йод

И сухой лед, и йод являются твердыми молекулярными веществами. Йод состоит из молекул I2 этот помощник, чтобы установить фиолетовые кристаллы. Поскольку их межмолекулярные силы слабы, значительная часть этих кристаллов сублимируется, а не плавится при нагревании. Вышеупомянутое объясняет, почему пурпурные пары исходят от йода.

Лед и снег

На высотах снежных пиков снег может сублимироваться из-за более низкого давления, которое испытывают его кристаллы. Однако такая сублимация происходит очень медленно по сравнению с сухим льдом и йодом; давление паров льда и снега намного ниже и поэтому не сублимируется так быстро.

Если к этой медленной сублимации добавить фактор ветра, который уносит молекулы с поверхности льда и снега, размывая его поверхность, то замерзшие массы в конечном итоге уносятся; то есть они уменьшаются в размерах по мере распространения холмов (морен) снега. На следующем изображении показана сублимация льда:

Ментол

Хотя йод имеет определенный характерный запах, из ментола мы можем выделить качество, присущее всем твердым веществам, способным к сублимации при определенных условиях давления или температуры: они представляют собой ароматные соединения.

Тот факт, что твердое вещество имеет запах, означает, что давление его пара достаточно высокое, чтобы мы могли воспринимать его молекулы с помощью нашего обоняния. Таким образом, кристаллы ментола могут сублимироваться, если их нагреть в вакууме. Если пары попадут на холодную поверхность, они превратятся в скопление ярких очищенных кристаллов.

Цинк

Цинк имеет значительно более низкую температуру кипения (419,5 ° C) по сравнению с другими металлами. Если его также нагреть с помощью вакуума, ваши кристаллы в конечном итоге сублимируются.

Мышьяк

Случай с мышьяком более заметен, чем с цинком: ему даже не нужно понижать давление для сублимации при 615ºC; температура, при которой образуются чрезмерно токсичные пары мышьяка. Чтобы расплавиться или расплавиться, его необходимо нагреть до высокого давления.

Металлоорганические соединения

Хотя нельзя обобщать, что все металлоорганические соединения могут сублимироваться, широкий их набор, состоящий из металлоценов, M (C5ЧАС5)2, и металлические карбонилы с координированными связями M-CO действительно сублимируются из-за их слабого межмолекулярного взаимодействия.

Например, металлоцены, включая никелоцен (зеленый) и ванадоцен (фиолетовый), сублимируют, а затем осаждают свои кристаллы с привлекательной и яркой геометрией. Менее поразительно то же самое верно и для карбонилов металлов.

Фуллерены

Мячи C60 и C70 они взаимодействуют друг с другом посредством лондонских дисперсионных сил, различающихся только их молекулярными массами. Относительная «слабость» таких взаимодействий дает фуллеренам давление пара, способное сравняться с атмосферным давлением при 1796 ºC; и в процессе они сублимируют свои черные кристаллы.

Кофеин

Кофеин, извлеченный из чая или кофейных зерен, можно очистить, если нагреть его до 160 ºC, потому что вместо плавления он сублимируется за один раз. Этот метод используется для очистки образцов кофеина, хотя часть его содержания теряется при выходе паров.

Теобромин

Как и кофеин, теобромин, но полученный из шоколада или какао-бобов, после экстракции очищается сублимацией при 290 ° C. Процесс облегчается, если применяется вакуум.

Сахарин

Кристаллы сахарина сублимируются и очищаются под действием вакуума.

Морфий

Камфора

Как и ментол, камфора представляет собой ароматное твердое вещество, которое при правильном нагревании сублимирует белые пары.

1,4-дихлорбензол

Бензоин

Как и камфора, бензоин с запахом камфоры очищается сублимацией.

Пурина

Пурин и другие азотистые основания могут сублимироваться при температурах выше 150 ° C и при использовании вакуума из бактериальных клеток.

Мышьяк

При температуре 615 ° C мышьяк возгоняется. Это представляет опасность, учитывая токсичность элемента.

Сера

Этот элемент сублимирует при температуре от 25 до 50 ° C, вызывая токсичные и удушающие газы.

Алюминий

Этот металл сублимируется при температурах выше 1000 ° C для определенных промышленных процессов.

Металлургия

Некоторые сплавы очищают сублимационными методами. Таким образом, соединения, входящие в состав сплава, разделяются с получением очищенных продуктов.

Сублимационная печать

Сублимация также используется для печати изображений на объектах или поверхностях из полиэстера или полиэтилена. Изображение, созданное с помощью сублимируемых твердых пигментов, нагревается на объекте, чтобы навсегда запечатлеть его на нем. Поданное тепло также помогает порам материала открываться, чтобы цветные газы проходили через них.

Следы комет

Инверсионные следы комет являются результатом сублимации их содержимого из льда и других замороженных газов. Поскольку давление в Космосе практически отсутствует, когда эти камни окружают звезду, их тепло нагревает ее поверхность и заставляет их испускать ореол из газовых частиц, которые отражают излучаемый на них свет.

Художественная сублимация

Хотя слово «возвышенное» выходит за рамки химической или физической сфер, оно также применимо к тому, что выходит за рамки общепринятого; немыслимая красота, нежность и глубина. Из простого или простого (твердого) художественное произведение или любой другой элемент может подняться (газ), чтобы превратиться в нечто возвышенное.

Краски для печати

Принтеры с сухой сублимацией используют процесс сублимации для печати изображений фотографического качества. Процесс начинается с образования специальных пленок, содержащих твердые пигменты, которые при нагревании сублимируются, а затем повторно улавливаются.

Изображения можно печатать на полиэфирной подложке, горшках, алюминиевой или хромированной фольге.

Ароматизаторы

Сублимируют и твердые освежители воздуха. Эти соединения, как правило, представляют собой сложные эфиры, в том числе те, которые висят в унитазе. Таким образом, химические вещества попадают прямо в воздух и делают запах свежим.

Кадмий

Еще один элемент, сублимирующий при низком давлении. Это особенно проблематично в условиях высокого вакуума.

Графитовый

Этот материал сублимируется при пропускании электрического тока большой силы в высоком вакууме. Эта процедура используется в просвечивающей электронной микроскопии, чтобы сделать образцы проводящими и иметь более высокое разрешение.

Золото

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

Антрацен

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

Салициловая кислота

Он используется в качестве мази для снятия температуры, так как он легко сублимируется. Этот метод также используется для его очистки.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *