ANG PROGRESIBONG PAGBUBUKLOD: KONSEPTO, PROSESO AT HALIMBAWA - CHEMISTRY - 2025

Ang progresibong sublimasyon ay isang proseso ng thermodynamic kung saan ang isang endothermic na pagbabago ay nangyayari nang direkta sa estado mula sa isang solid sa isang gas, nang walang paunang pagbuo ng likido. Ang pag-uugali ng solid sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay upang magpainit at matunaw; iyon ay, upang pagsamahin. Samantala, sa sublimation ang solid ay nagsisimula sa usok nang direkta, nang walang nakaraang hitsura ng mga patak na nagpapahiwatig ng pagkatunaw nito.

Ang inilarawan sa talata sa itaas ay kinakatawan sa imahe sa itaas. Ipagpalagay na isang solidong halo ng orange (kaliwa), na nagsisimula na magpainit. Ang pinaghalong ay binubuo ng dalawang sangkap o solids: isang dilaw at ang iba pang pula, ang pinagsama ng kung saan gumagawa ng kulay kahel.

Halimbawa ng paglimot ng isang hypothetical orange solid. Pinagmulan: Gabriel Bolívar.

Ang pulang solidong sublimates, dahil ang isang likido ay hindi bumubuo mula dito ngunit nagtatapos na idineposito (pulang tatsulok) sa base ng itaas na lalagyan; ang isa na naglalaman ng mga cube ng yelo, at samakatuwid ay nag-aalok ng isang malamig na ibabaw. Samantala, ang dilaw na solidong ay nananatiling hindi nagbabago ng init (dilaw na parihaba).

Ang mga pulang tatsulok o kristal ay idineposito salamat sa malamig na ibabaw ng natatanggap na lalagyan (kanan), na sumisipsip ng kanilang temperatura; At kahit na hindi ito ipinapakita, ang laki ng iyong mga cube ng yelo ay dapat bumaba dahil sa pagsipsip ng init. Ang dilaw na solid ay hindi sublimable, at kung panatilihin mo ang pag-init nito nang mas maaga o matunaw ito.

Maikling konsepto ng sublimasyon

Proseso

Nasabi na ang pagpapabagal ay isang pagbabagong estado ng estado, sapagkat para sa mangyayari ito dapat mayroong pagsipsip ng init. Kung ang solid ay sumisipsip ng init ng enerhiya ay tataas, kaya ang mga particle nito ay mag-vibrate din sa mas mataas na mga frequency.

Kapag ang mga panginginig na ito ay nagiging napakalakas, nagtatapos sila na nakakaapekto sa mga intermolecular na pakikipag-ugnayan (hindi mga covalent bond); at dahil dito, mas maaga o ang mga particle ay lilipat sa malayo mula sa isa't isa, hanggang sa pinamamahalaan nila na dumaloy at malayang gumalaw sa mga rehiyon ng kalawakan.

Sa ilang mga solido, ang mga panginginig ng boses ay napakalakas na ang ilang mga partikulo ay "shoot" sa labas ng istraktura sa halip na pinagsama-sama sa paglipat ng mga kumpol na tumutukoy sa isang droplet. Ang mga particle ay tumakas at pagsasama sa unang "bubble", na sa halip ay darating upang mabuo ang unang mga singaw ng sublimated solid.

Kami ay nagsasalita pagkatapos hindi sa isang natutunaw na punto, ngunit ng isang sublimasyon na punto. Kahit na ang parehong ay nakasalalay sa presyon na nananatili sa solid, ang sublimation point ay higit pa; samakatuwid, ang temperatura nito ay nag-iiba nang malaki sa mga pagbabago sa presyon (tulad ng pagkulo ng kumukulo).

Mula sa solidong istraktura hanggang sa gaseous disorder

Sa sublimasyon sinasabing may pagtaas din sa entropy ng system. Ang masiglang estado ng mga partido ay mula sa pagiging limitado sa pamamagitan ng kanilang mga nakapirming posisyon sa solidong istraktura, sa pag-homogenizing sa kanilang kapritsoso at magulong mga direksyon sa mas magkatulad na gaseous state, kung saan sa wakas ay nakakuha sila ng isang average na kinetic energy.

Phase diagram at triple point

Ang punto ng sublimasyon ay nakasalalay sa presyon; Dahil kung hindi, ang mga solidong partido ay sumisipsip ng init na hindi mag-shoot out sa puwang sa labas ng solid, ngunit upang mabuo ang mga droplet. Hindi ito mapapabagsak, ngunit matunaw o matunaw, tulad ng dati.

Ang mas malaki ang panlabas na presyon, ang mas malamang na pagbagsak ay, dahil ang solid ay sapilitang matunaw.

Ngunit alin sa mga solids ang sublimable at alin ang hindi? Ang sagot ay nakasalalay sa iyong mga diagram ng P phase T, tulad ng ipinakita sa ibaba:

Phase diagram para sa isang hypothetical na sangkap. Pinagmulan: Gabriel Bolívar.

Kailangan muna nating tingnan ang triple point at dumaan sa mas mababang seksyon: ang isa na naghihiwalay sa solidong estado at gas. Tandaan na sa rehiyon ng solid, dapat mayroong isang pagbaba ng presyon para mangyari ang sublimasyon (hindi kinakailangan sa 1 atm, ang aming atmospheric pressure). Sa 1 atm, ang hypothetical na sangkap ay magpapagaan sa isang temperatura na ipinahayag sa K.

Ang mas mahaba at pahalang na seksyon o curve sa ibaba ng triple point, mas malaki ang kapasidad ng solid upang paliitin sa iba't ibang temperatura; ngunit kung ito ay maayos sa ibaba ng 1 atm, kakailanganin ang mataas na mga vacuums upang makamit ang pagbawas, sa paraang ang pagbaba ng presyur (0.0001 atm, halimbawa).

Mga Tuntunin

Kung ang triple point ay libu-libong beses na mas mababa kaysa sa presyon ng atmospera, ang solid ay hindi kailanman magpapabagal kahit na sa ultravacuum (hindi babanggitin ang pagkamaramdamang ito sa agnas sa pamamagitan ng pagkilos ng init).

Kung hindi ito ang kaso, ang mga sublimasyon ay isinasagawa sa pamamagitan ng pag-init nang katamtaman, at isasailalim ang solid sa isang vacuum upang ang mga particle nito ay makatakas nang mas madali, nang walang pangangailangan para sa kanila na sumipsip ng sobrang init.

Ang paglaganap ay nagiging napakahalaga kapag nakikipag-usap lalo na sa mga solido na may mataas na presyon ng singaw; iyon ay, ang presyon sa loob, isang salamin ng kahusayan ng kanilang mga pakikipag-ugnay. Mas mataas ang presyon ng singaw nito, mas mabango ito, at mas maliliit ito.

Mga halimbawa

Solid na paglilinis

Ang imahe ng orange solid at ang sublimable na mapula-pula na sangkap ay isang halimbawa ng kung ano ang kinakatawan ng sublimation habang nauugnay ito sa paglilinis ng mga solido. Ang mga pulang tatsulok ay maaaring muling subulahin kung kinakailangan hanggang garantisadong mataas ang kadalisayan.

Ang diskarteng ito ay ginagamit ng karamihan sa mabangong mga solido. Halimbawa: camphor, caffeine, benzoin, at menthol.

Kabilang sa iba pang mga solido na maaaring maging sublimation na mayroon tayo: yodo, yelo (sa mataas na taas), theobromine (mula sa tsokolate), saccharin, morphine at iba pang mga gamot, nitrogenous base at anthracene.

Synthesis ng Crystal

Pagbabalik sa pulang tatsulok, ang pagbawas ay nag-aalok ng isang kahalili sa maginoo na pagkikristal; Ang mga kristal ay hindi na mai-synthesize mula sa isang solusyon, ngunit sa pamamagitan ng pinaka kinokontrol na posibleng pag-alis ng mga singaw sa isang malamig na ibabaw, kung saan maaaring maginhawa ay maging mga mala-kristal na binhi upang pabor sa isang tiyak na morpolohiya.

Sabihin, kung mayroon kang pulang mga parisukat, ang paglago ng kristal ay panatilihin ang geometry na ito at hindi sila dapat maging tatsulok. Ang mga pulang parisukat ay unti-unting lalago habang nagaganap ang pagbagsak. Gayunpaman, ito ay isang operational at molekular na kumplikadong kumplikado, kung saan maraming mga variable ang kasangkot.

Ang mga halimbawa ng mga kristal na synthesized sa pamamagitan ng sublimation ay: silicon carbide (SiC), grapayt, arsenic, selenium, posporus, aluminyo nitride (AlN), cadmium sulfide (CdS), zinc selenide (ZnSe), mercury iodide (HgI ₂ ), graphene, bukod sa iba pa.

Tandaan na ang mga ito ay talagang dalawang magkakaugnay na mga phenomena: progresibong pagpapabagal at pag-aalis (o kabaligtaran na pagbawas); ang singaw ay lumilipat mula sa solid hanggang sa mas malamig na mga rehiyon o ibabaw, upang sa wakas ay manirahan sa anyo ng mga kristal.

Mga Sanggunian

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemistry (Ika-8 ed.). CENGAGE Pag-aaral.
2. Wikipedia. (2019). Sublimation (phase transition). Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
3. Jones, Andrew Zimmerman. (Enero 27, 2019). Paglalagom. Nabawi mula sa: thoughtco.com
4. Sheila Morrissey. (2019). Ano ang Sublimation sa Chemistry? - Kahulugan, Proseso at Mga Halimbawa. Pag-aaral. Nabawi mula sa: study.com
5. Elsevier BV (2019). Pamamaraan ng Pagdudulog ScienceDirect. Nabawi mula sa: sciencedirect.com