The reverzní sublimace je termodynamický proces, při kterém dochází ke změně exotermického stavu z plynu na pevnou látku, aniž by se nejprve stala kapalinou. To je také známé pod jmény regresní sublimace, desublimace nebo ukládání; druhý je nejpoužívanější ve školních textech a encyklopedii.
O reverzní sublimaci se říká, že je exotermický proces, protože plynné částice (atomy nebo molekuly) musí ztrácet energii uvolňováním tepla do prostředí; tak, aby dostatečně ochladily, aby vytvořily krystaly, ztuhly nebo zmrzly na povrchu.
Slovo „depozice“ (a nikoli „depozice“) znamená, že částice se ukládá z plynné fáze bez smáčení přijímajícího povrchu. Proto se na ledových objektech často vyskytují inverzní sublimační jevy; jako je mráz usazený na listí nebo zimní krajina.
Taková depozice je často detekována tenkou vrstvou krystalů; i když může být také vyroben ze zjevného prášku nebo jílu. Ovládáním tohoto procesu lze navrhovat nové vícevrstvé materiály, kde každá vrstva sestává ze specifické pevné látky uložené chemickými nebo fyzikálními procesy..
Rejstřík článků
Reverzní sublimace, jak již název napovídá, je opačný jev než sublimace: nevychází z pevné látky, která se odpařuje, ale z plynu, který tuhne nebo zmrzne..
Pokud uvažujete molekulárně, bude to vypadat úžasně, že se plyn dokáže sám ochladit, až do té míry, že vůbec nezkondenzuje; to znamená, že jde do kapalného stavu.
Plyn, vysoce neuspořádaný a difúzní, se najednou podaří uspořádat své částice a etablovat se jako pevná látka (bez ohledu na jeho vzhled).
Samo o sobě to bude kinetické a termodynamicky obtížné, protože to vyžaduje podporu, která přijímá částice plynu a koncentruje je tak, aby na sebe vzájemně působily a zároveň ztrácely energii; to znamená, když se ochladí. Tady se účastní povrch vystavený působení plynu: slouží jako podpěra a výměník tepla.
Částice plynu směňují teplo s chladnějším nebo ledovým povrchem, takže zpomalují a postupně se tvoří první krystalická jádra. Na těchto jádrech, chladnějších než okolní plyn, se začínají ukládat další částice, které jsou začleněny do jejich struktury..
Konečným výsledkem tohoto procesu je, že se na povrchu vytvoří vrstva krystalů nebo pevné látky..
Aby došlo k reverzní sublimaci, musí obvykle dojít k jedné z těchto dvou podmínek: povrch v kontaktu s plynem musí mít teplotu pod bodem mrazu; nebo musí být plyn podchlazen tak, že jakmile se dotkne povrchu, usadí se, když naruší jeho cílovou stabilitu.
Na druhou stranu může dojít k usazování, i když je plyn horký. Je-li povrch dostatečně chladný, vysoká teplota plynu se na něj náhle přenese a způsobí, že se jeho částice přizpůsobí struktuře povrchu..
Ve skutečnosti existují metody, kdy povrch nemusí být ani studený, protože se přímo účastní reakce s plynnými částicemi, které na něm končí kovalentně (nebo kovově)..
V technologickém průmyslu jde o metodiku, která funguje od tohoto začátku a nazývá se chemická depozice par spalováním.
Když je pivo tak studené, že když je vyjmuto z chladničky, je sklenice jeho láhve pokryta bílou barvou, říká se, že je oblečená jako nevěsta..
Pivní láhev poskytuje potřebný povrch molekul vodní páry, HdvaNebo rychle havarujte a ztraťte energii. Pokud je sklo černé, všimnete si, jak se z ničeho nic zbarví, a můžete jej odtrhnout nehtem, abyste na něj mohli psát zprávy nebo kreslit obrázky..
Někdy je ukládání vlhkosti z prostředí takové, že se pivo zdá být pokryto bílou námrazou; ale účinek netrvá dlouho, protože jak minuty plynou, kondenzuje a zvlhčuje ruku těch, kteří ji drží a pijí.
Podobně jako to, co se děje na stěnách piva, se na vnitřních stěnách některých chladniček ukládá mráz. Podobně jsou tyto vrstvy ledových krystalů v přírodě pozorovány na úrovních země; nespadá z nebe na rozdíl od sněhu.
Podchlazená vodní pára se sráží s povrchem listů, stromů, trávy atd. A nakonec jim dodává teplo, aby se ochladila a mohla se na nich usadit a projevila se ve svých charakteristických a zářivých krystalických vzorcích.
Až dosud se mluvilo o vodě; Ale co jiné látky nebo sloučeniny? Pokud jsou v komoře například plynné částice zlata a je zaveden studený a odolný předmět, bude na něj uložena vrstva zlata. Totéž by se stalo s jinými kovy nebo sloučeninami, pokud nevyžadují zvýšení tlaku nebo vakua..
To, co bylo právě popsáno, je o metodě zvané fyzikální depozice a používá se v materiálovém průmyslu k vytváření kovových povlaků na konkrétních součástech. Nyní problém spočívá v tom, jak získat plynné atomy zlata bez vysoké spotřeby energie, protože jsou vyžadovány velmi vysoké teploty..
Právě tam vstupuje vakuum, aby se usnadnil přechod z pevné látky na plyn (sublimace), stejně jako použití elektronových paprsků.
Saze na komínových stěnách jsou často uváděny jako příklad fyzického ukládání; Velmi jemné uhlíkové částice, které jsou již v pevném stavu a suspendovány v kouři, se však jednoduše ukládají, aniž by došlo ke změně stavu. To vede k černění stěn.
Pokud dojde k chemické reakci mezi plynem a povrchem, pak jde o chemickou depozici. Tato technika je běžná při syntéze polovodičů, při povlékání polymerů baktericidními a fotokatalytickými vrstvami TiO.dva, nebo poskytnout materiál mechanické ochrany potažením ZrOdva.
Díky chemické depozici je možné mít povrchy diamantů, wolframu, teluridů, nitridů, karbidů, křemíku, grafenů, uhlíkových nanotrubiček atd..
Sloučeniny, které mají atom M, který se chce uložit, a které jsou také náchylné k tepelnému rozkladu, mohou dát M povrchové struktuře tak, že se trvale drží.
Proto se obvykle používají organokovová činidla, která se po rozpadu vzdají atomů kovů bez nutnosti získávat je přímo z nich; to znamená, že by nebylo nutné používat kovové zlato, ale spíše zlatý komplex k vytvoření požadovaného zlatého „pokovování“..
Všimněte si, jak se počáteční koncept inverzní sublimace nebo depozice nakonec vyvíjí podle technologických aplikací.
Zatím žádné komentáře