20 Příklady a vlastnosti chemické sublimace

4163
Egbert Haynes
20 Příklady a vlastnosti chemické sublimace

Nějaký příklady sublimace Chemie je proces, kterému procházejí voda, oxid uhličitý, jód, arsen nebo síra. U nich je pozorována přímá změna fáze z pevné látky na plyn bez předchozího přechodu do kapalné fáze..

Klasické příklady sublimace stanoví suchý led (spodní obrázek), který se skládá ze zmrazeného oxidu uhličitého; a jód s fialovými krystaly. Chcete-li vědět, zda sloučenina může sublimovat nebo ne, musíte jít do jejího fázového diagramu jako funkce tlaku a teploty (P-V).

Kousek suchého ledu reaguje a neutralizuje roztok hydroxidu sodného zabarvený fenolftaleinem. Zdroj: Alessandro e Damiano [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)]

V těchto fázových diagramech je pozorován bod, kde se spojují (a koexistují současně) tři čáry, které oddělují pevnou, kapalnou a plynnou fázi: trojný bod. Pod tímto bodem jsou v rovnováze dvě zóny: jedna pro pevnou látku a druhá pro plyn. Manipulací s tlakem se tedy dosáhne přímého přechodu tuhého plynu..

Proto je mnoho dalších pevných sloučenin schopno sublimovat, pokud je zahříváno snížením tlaku nebo vakuem..

Rejstřík článků

  • 1 Příklady sublimace
    • 1.1 Suchý led
    • 1.2 Jód
    • 1.3 Led a sníh
    • 1,4 mentol
    • 1,5 zinek
    • 1.6 Arsen
    • 1.7 Organokovové sloučeniny
    • 1.8 Fullereny
    • 1.9 Kofein
    • 1.10 Theobromin
    • 1,11 Sacharin
    • 1.12 Morfin
    • 1.13 Kafr
    • 1,14 1,4-dichlorbenzen
    • 1,15 benzoin
    • 1,16 Purin
    • 1.17 Arsen
    • 1.18 Síra
    • 1.19 Hliník
    • 1.20 Metalurgie
    • 1.21 Sublimační tisk
    • 1.22 Stezky komety
    • 1.23 Sublimace umění
    • 1.24 Tiskové barvy
    • 1.25 Příchuť
    • 1,26 Kadmium
    • 1,27 Grafit
    • 1,28 zlata
    • 1,29 Anthracen
    • 1,30 Kyselina salicylová
  • 2 Odkazy

Příklady sublimace

Suchý led

Suchý led nebo COdva solid je nejreprezentativnějším příkladem sublimace. Říká se mu suchý, protože nezanechává stopy vlhkosti, je chladný a vydává bílý kouř, který se tolik používá ve hrách.

Jakmile je vyroben (při -78,5 ° C), začne sublimovat při jakékoli teplotě; prostě ji vystavte slunci, aby okamžitě vznešená. Je to vidět na následujícím obrázku:

Jód

Suchý led i jód jsou molekulární pevné látky. Jód je tvořen molekulami I.dva že kamarád založit fialové krystaly. Protože jejich mezimolekulární síly jsou slabé, významná část těchto krystalů při zahřátí spíše sublimuje, než by se měla roztavit. To vysvětluje, proč fialové páry vycházejí z jódu..

Led a sníh

Ve výškách zasněžených vrcholů se může sníh sublimovat kvůli nižšímu tlaku, který zažívají jeho krystaly. Taková sublimace je však ve srovnání se suchým ledem a jodem extrémně pomalá; tlak páry ledu a sněhu je mnohem nižší, a proto se sublimuje tak rychle.

Pokud se k této pomalé sublimaci přidá faktor větru, který táhne molekuly z povrchu ledu a sněhu a narušuje jejich povrch, pak zmrzlé masy skončí odstraněním; to znamená, že se zmenšují při šíření nebo šíření kopců (morén) sněhu. Na následujícím obrázku vidíte sublimaci ledu:

Mentol

I když má jód určitý charakteristický zápach, z mentolu můžeme vyvést kvalitu sdílenou všemi pevnými látkami schopnými sublimovat za specifických podmínek tlaku nebo teploty: jsou to vonné sloučeniny..

Skutečnost, že pevná látka je páchnoucí, znamená, že její tlak par je dostatečně vysoký, takže můžeme vnímat její molekuly pomocí čichu. Mentholové krystaly se tedy mohou sublimovat, pokud se zahřívají ve vakuu. Pokud páry přijdou do styku s chladným povrchem, usadí se v sadě jasných, vyčištěných krystalů..

Proto je sublimace technikou, která umožňuje čištění těkavých pevných látek; solidní příklady, které ještě existují, je třeba je zmínit.

Zinek

Zinek má ve srovnání s jinými kovy značně nízkou teplotu varu (419,5 ° C). Pokud se také zahřívá vakuem, vaše krystaly skončí sublimací.

Arsen

Případ arsenu je více odlišen od případu zinku: nepotřebuje ani pokles tlaku k sublimaci při 615 ° C; teplota, při které vznikají nadměrně toxické páry arsenu. Aby se roztavil nebo roztavil, musí se zahřát na vysoké tlaky.

Organokovové sloučeniny

Ačkoli nelze zobecnit, že všechny organokovové sloučeniny mohou sublimovat, jejich široký repertoár složený z metalocenů, M (C5H5)dva, a kovové karbonyly s koordinovanými vazbami M-CO se sublimují kvůli jejich slabým mezimolekulárním interakcím.

Například metaloceny, včetně niklocenu (zelená) a vanadocenu (fialová), sublimují a poté ukládají své krystaly do atraktivních a jasných geometrií. Méně výrazným způsobem se totéž děje s kovovými karbonyly..

Fullereny

Koule C60 a C.70 interagují navzájem pomocí londýnských disperzních sil, lišících se pouze svými molekulovými hmotami. Relativní „slabost“ takových interakcí dává fullerenům tlak par schopný se rovnat atmosférickému tlaku při 1796 ° C; a při tom sublimují své černé krystaly.

Kofein

Kofein extrahovaný z čaje nebo kávových zrn lze vyčistit, pokud se zahřeje na 160 ° C, protože místo tavení sublimuje najednou. Tato metoda se používá k čištění vzorků kofeinu, i když se část jeho obsahu ztratí, pokud páry uniknou..

Theobromin

Stejně jako kofein je i teobromin, který však pochází z čokolády nebo kakaových bobů, po extrakci čištěn sublimací při teplotě 290 ° C. Proces je usnadněn, pokud je aplikováno vakuum.

Sacharin

Krystaly sacharinu sublimují a jsou čištěny působením vakua.

Morfium

Syntetizovaný morfin, který se má použít jako analgetikum, se znovu čistí sublimací při 110 ° C a vakuem. Jak morfin, tak kofein se skládají z velkých molekul, ale s relativně slabými mezimolekulárními silami ve srovnání s jejich hmotami..

Kafr

Stejně jako mentol je kafr voňavá pevná látka, která při správném zahřátí sublimuje bílé páry..

1,4-dichlorbenzen

1,4-Dichlorbenzen je velmi voňavá pevná látka, se zápachem podobným naftalenu, který také taje při 53 ° C. Z tohoto důvodu je třeba správně předpokládat, že může sublimovat; dokonce do značné míry, aniž by se zahříval, a to měsíc.

Benzoin

Stejně jako kafr se benzoin s pachem podobným kafru čistí sublimací.

Purina

Purin a další dusíkaté báze se mohou sublimovat při teplotách vyšších než 150 ° C a při použití vakua z bakteriálních buněk.

Arsen

Při teplotě 615 ° C sublimuje arsen. To představuje nebezpečí vzhledem k toxicitě prvku..

Síra

Tento prvek sublimuje mezi 25 a 50 ° C a způsobuje toxické a dusivé plyny.

Hliník

Tento kov se sublimuje při teplotách nad 1 000 ° C pro určité průmyslové procesy.

Hutnictví

Některé slitiny se čistí sublimačními metodami. Tímto způsobem se sloučeniny, které tvoří slitinu, oddělí a získají se vyčištěné produkty.

Sublimační tisk

Sublimace se také používá k tisku obrázků na objekty nebo povrchy z polyesteru nebo polyethylenu. Obrázek vyrobený ze sublimovatelných pevných pigmentů se na objektu zahřeje, aby se na něm trvale otiskl. Aplikované teplo také pomáhá otevírat póry materiálu, aby prošly barevné plyny..

Stezky komety

Kondenzační komety jsou výsledkem sublimace jejich obsahu z ledu a jiných zmrazených plynů. Jelikož tlak v kosmu prakticky neexistuje, když tyto horniny obklopují hvězdu, jejich teplo ohřívá její povrch a způsobuje, že vydávají halo plynných částic, které odrážejí světlo, které na ně vyzařuje..

Umělecká sublimace

I když opouští chemické nebo fyzikální říše, slovo „vznešený“ se vztahuje také na to, co přesahuje konvenční; nepředstavitelná krása, něha a hloubka. Z jednoduchého nebo prostého (pevného) může umělecké dílo nebo jakýkoli jiný prvek povstat (plyn) a proměnit se v něco vznešeného.

Tiskařské barvy

Suché sublimační tiskárny používají proces sublimace k tisku obrázků v kvalitě fotografie. Proces začíná, když existují speciální filmy, které obsahují pevné pigmenty, které se při zahřátí sublimují a později znovu zachytí.

Obrázky lze tisknout na polyesterové vložky, květináče nebo na hliníkovou nebo chromovou fólii.

Příchutě

Pevné osvěžovače vzduchu také sublimují. Tyto sloučeniny jsou obecně estery, včetně těch, které visí na záchodě. To je způsob, jakým se chemikálie dávají přímo do vzduchu a vytvářejí vůni svěží.

Kadmium

Další prvek, který sublimuje při nízkém tlaku. To je zvláště problematické v situacích vysokého vakua..

Grafit

Tento materiál je sublimován průchodem vysokého proudu elektrického proudu ve vysokém vakuu. Tento postup se používá v transmisní elektronové mikroskopii, aby byly vzorky vodivé a měly vyšší rozlišení..

Zlato

Ze zlaté sublimace se vyrábějí levné medaile a „pozlacené“ šperky. Používá se také k léčbě vzorků rastrovacího elektronového mikroskopu.

Anthracen

Je to bílá pevná látka, která snadno sublimuje. Tato metoda se obecně používá k čištění.

Kyselina salicylová

Používá se jako mast k úlevě od horečky, protože snadno sublimuje. Tato metoda se také používá pro její čištění.

Reference

  1. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie. (8. vydání). Učení CENGAGE.
  2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (13. ledna 2019). Definice sublimace (fázový přechod v chemii). Obnoveno z: thoughtco.com
  3. Sheila Morrissey. (2019). Co je sublimace v chemii? - Definice, proces a příklady. Studie. Obnoveno z: study.com
  4. Chris P. Schaller, Ph.D. (s.f.). Sublimace. Obnoveno z: zaměstnanci.csbsju.edu
  5. Sean Wilson. (6. října 2013). Izolace kofeinu z čajových lístků extrakcí Acid-Base Liquid-Liquid. Obnoveno z: edspace.american.edu
  6. J. E. Taylor a spol. Frinters. (1867). Farmaceutický deník a transakce, svazek 9. Obnoveno z: books.google.co.ve
  7. University of Toronto Scarborough. (s.f.). Sublimace. Obnoveno z: utsc.utoronto.ca
  8. Pracovní skupina IARC pro hodnocení karcinogenních rizik pro člověka. (1991). Káva, čaj, mate, methylxanthiny a methylglyoxal. Lyon (FR): Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny. (Monografie IARC o hodnocení karcinogenních rizik pro člověka, č. 51.) Theobromin. Obnoveno z: ncbi.nlm.nih.gov
  9. C. Pan a kol. (1992). Stanovení sublimačních tlaků pevného roztoku fullerenu (C60 / C70). Obnoveno z: pubs.acs.org
  10. Otevřená univerzita. (27. září 2007). Vyjmutí kofeinu z čaje. Obnoveno z: open.edu
  11. Jackie Vlahos. (12. října 2018). Co je sublimační tisk? | Terminologie tisku 101. Obnoveno z: printi.com

Zatím žádné komentáře