Десублимация примеры: привидите 2 примера сублимации и 2 примера десублимации (по физике)

СУБЛИМАЦИЯ И ДЕСУБЛИМАЦИЯ • Большая российская энциклопедия

• В книжной версии

  Том 31. Москва, 2016, стр. 361

• Скопировать библиографическую ссылку:

  ---

Авторы: Э. Г. Раков

СУБЛИМА́ЦИЯ И ДЕСУБЛИМА́ЦИЯ, пе­ре­ход ве­ще­ст­ва из твёр­до­го со­стоя­ния в га­зо­об­раз­ное и об­рат­но без об­ра­зо­ва­ния рас­пла­ва при из­ме­не­нии темп-ры. Тер­мин «суб­ли­ма­ция» (от лат. sublimo – воз­но­сить) эк­ви­ва­лен­тен воз­гон­ке. С. и д. от­но­сят­ся к фа­зо­вым пе­ре­хо­дам 1-го ро­да и со­про­во­ж­да­ют­ся те­п­ло­вы­ми эф­фек­та­ми: по­гло­ще­ни­ем те­п­ло­ты при суб­ли­ма­ции и вы­де­ле­ни­ем при де­суб­ли­ма­ции. Оба про­цес­са про­те­ка­ют при темп-рах и дав­ле­ни­ях ни­же тех, что со­от­вет­ст­ву­ют трой­ной точ­ке рас­смат­ри­вае­мо­го ве­ще­ст­ва. Де­суб­ли­ма­ция мо­жет осу­ще­ст­в­лять­ся на хо­лод­ной по­верх­но­сти или при сме­ше­нии па­ров ве­ще­ст­ва с бо­лее хо­лод­ным га­зом, при рас­ши­ре­нии не­ко­то­рых сжа­тых га­зов (об­ра­зо­ва­ние твёр­до­го ди­ок­си­да уг­ле­ро­да при ра­бо­те ог­не­ту­ши­те­лей).

Про­цес­сы С. и д. про­ис­хо­дят в ес­теств. ус­ло­ви­ях, при­ме­ня­ют­ся в ла­бо­ра­тор­ной прак­ти­ке и в пром-сти. Напр., об­ра­зо­ва­ние сне­га, инея, мо­роз­ных узо­ров на окон­ных стёк­лах яв­ля­ет­ся де­суб­ли­ма­ци­ей ат­мо­сфер­ной вла­ги при ох­ла­ж­де­нии её па­ров ни­же 0 °С, ис­па­ре­ние на­мёрз­ше­го льда и вы­пав­ше­го сне­га при темп-рах ни­же 0 °С – суб­ли­ма­ци­ей. В пром-сти С. и д. ис­поль­зу­ют для вы­де­ле­ния ве­ществ из га­зо­вых по­то­ков (напр., фта­ле­во­го ан­гид­ри­да, гек­саф­то­ри­да ура­на), очи­ст­ки ве­ществ, суб­ли­мац. суш­ки (напр., пи­ще­вых про­дук­тов), те­п­ло­вой за­щи­ты ЛА при сверх­зву­ко­вых ско­ро­стях по­лёта, на­не­се­ния за­щит­ных и функ­цио­наль­ных по­кры­тий при из­го­тов­ле­нии при­бо­ров и др.

Лекция «Сублимация и десублимация. Плавление и кристализация»

Лекция № 15

Плавление и кристаллизация. Понятие о фазе вещества. Сублимация и десублимация.

Кристаллизация – это переход вещества в кристаллическое состояние из жидкого, или газообразного, или аморфного состояния.

Кристаллизация является фазовым переходом, происходит с выделением тепла, но при постоянной температуре. Примеры кристаллизации: замерзание воды (переход из жидкой фазы в кристаллическую), образование инея (переход из газообразной фазы в кристаллическую).

Плавление кристаллического вещества – это переход из кристаллической фазы в жидкую.

Процесс плавления кристаллического вещества происходит с поглощением тепла, но температура остается постоянной, пока плавление не завершится. Пример плавления кристаллического вещества – таяние льда. Смесь снега и льда сохраняет температуру 0° С, пока весь лед не растает.

Фазовые переходы на диаграмме температуры и давления

Лед, вода, пар – классический пример трех агрегатных состояний вещества. Не всегда вещества демонстрируют такие же «правильные» фазовые переходы. Например, углекислый газ замерзает и переходит в кристаллическую фазу при температуре -56,6°С, минуя жидкую фазу. При нагревании твердый диоксид углерода не плавится, а испаряется, переходя сразу в газообразное состояние. Но при более высоких температурах и высоком давлении возможен переход диоксида углерода в жидкое состояние, а при дальнейшем охлаждении жидкой фазы происходит кристаллизация.
Фазовые переходы между агрегатными состояниями того или иного вещества изображаются на p-t диаграмме (по оси абсцисс откладывается температура, по оси ординат – давление). Диаграмма фазовых переходов лед-вода-пар  показана для условий, когда лед находится не в воздушной среде, а в замкнутом объеме, где из газов присутствует только водяной пар.
По диаграммам можно проследить, что при повышении давления вода замерзает при более низких температурах; диоксид углерода, наоборот, имеет прямую зависимость температуры кристаллизации от давления.

Кристаллизация и затвердевание: в чем разница?

Твердые вещества могут не быть кристаллическими. Например, стекло и стеклоподобные аморфные вещества постепенно затвердевают при остывании; у них нет явно выраженной точки фазового перехода. Плавление стекла тоже происходит в некотором диапазоне температур, зависящем от химического состава и наличия примесей.
Отличие кристаллизации от затвердевания – в наличии фазового перехода, во время которого сохраняется постоянная температура:

• если тепло не подводить, то жидкая и твердая фазы будут оставаться в равновесии;

• если тепло поступает, то кристаллы будут плавиться, при сохранении температуры фазового перехода;

• если тепло отводить, то происходит рост кристаллов, температура фазового перехода сохраняется, пока вся жидкая фаза не перейдет в кристаллическую.

Например, смесь воды со льдом в жаркий день сохраняет нулевую температуру, пока весь лед не растает. Поступающее тепло увеличивает внутреннюю энергию за счет приобретения молекулами дополнительных степеней свободы, но температура сохраняется прежняя до того, как лед полностью растает.

Фазовый переход в твердом веществе между двумя кристаллическими состояниями

Иначе ведет себя углерод. У него несколько фазовых переходов. Из жидкой формы, при отводе тепла, он переходит в кристаллическую фазу – графит; при высоком давлении более 120 000 атм. жидкий углерод кристаллизуется в алмаз.
Кроме того, есть фазовый переход между двумя твердыми кристаллическими фазами: графитом и алмазом.

На рисунке красной линией показана диаграмма фазового перехода между алмазом и графитом. Температура фазового перехода зависит от давления, процессы, происходящие в твердом теле, аналогичны кристаллизации воды: если тепло подводить, то алмаз переходит в графит; если тепло отводить при соответствующем высоком давлении, то происходит переход, кристаллизация графита в алмаз.
Можно видеть, что переходы между алмазом и графитом совершаются при высоких температурах и давлениях, а при нормальном давлении и температуре алмаза вроде бы и не должно быть. Действительно, при низком давлении графит нельзя превратить в алмаз. Но если алмаз образовался под воздействием высокого давления, при охлаждении и уменьшении давления он сохраняет свою структуру: это метастабильное состояние. Действительно, из всех кристаллов алмаз самый нестойкий: при нагревании до 1400°С он превращается в графит – устойчивую при нормальном давлении фазу.

Кристаллизация жидких кристаллов

Есть вещества, имеющие несколько кристаллических фаз в твердом состоянии; но есть целый класс веществ, имеющих несколько фазовых переходов в жидком состоянии: это вещества, раствор или расплав которых образует жидкие кристаллы.
Жидкие кристаллы имеют для нас важнейшее значение. Живые ткани построены из органических молекул, частично упорядоченных; то есть все живые существа состоят из жидких кристаллов.
Жидкие кристаллы – это частично упорядоченные двумерные или одномерные структуры. Они стабильны в узком диапазоне температур, являются промежуточным состоянием между кристаллической и жидкой фазами. Переход от трехмерной кристаллической решетки к двумерной или одномерной структуре происходит при температуре фазового перехода; после того, как весь образец  перейдет в жидкокристаллическое состояние, температура начинает повышаться, и повышается до значения, соответствующего следующему фазовому переходу. В конце концов частично упорядоченная структура переходит в жидкую фазу, при температуре соответствующего фазового перехода.

Сублимация и десублимация.

Процесс перехода твёрдых тел в газообразное состояние, минуя жидкую стадию, называют сублимацией, или возгонкой.

Испарение происходит и в твёрдых телах. Мы видим, как постепенно высыхает на морозе замёрзшее, покрытое льдом бельё. Мы ощущаем запах, образующийся при испарении твёрдого вещества мыла. То есть твердое тело превращается в пар.

Сублимация

ТВ. ТЕЛО    ПАР

Десублимация

Иногда вещество может перейти из газообразного состояния сразу в твёрдое, минуя жидкую стадию. Такой процесс называется десублимацией.

Десублимация — это переход из газообразного состояния сразу в твердое.

Ледяные узоры, которые появляются на стёклах в мороз, и есть пример десублимации. При заморозках почва покрывается инеем — тонкими кристалликами льда, в которые превратились водяные пары из воздуха.

Десублимация

ПАР    ТВ.ТЕЛО

Десублимация — Справочник химика 21

    Процесс сублимации (непосредственного испарения твердого вещества) и обратный ему процесс десублимации находят пример нение в различных производствах.  [c.183]

    Г . Оборудование для процессов сублимации и десублимации [c.183]

    Переход газа в жидкое и кристаллическое состояния называется конденсацией. Иногда процесс перехода газа в жидкость называют сжижением, а в кристалл — десублимацией. Переход [c.11]

    Эксперименты по определению скорости вторичного зародышеобразования проводились авторами на системе хлористый аммоний— вода в трубчатой ячейке. Схема установки для ведения процесса десублимации хлорида аммония представлена на рис. 3.21. Основным элементом установки является стеклянная ячейка 1, сделанная в виде трубы длиной 70 см и диаметром 7 см. По высоте стеклянной ячейки расположен ряд пробоотборников (через 7,5 см). В верхнюю часть стеклянной трубы подаются газообразные реагенты (через два отвода подавались газообразные аммиак и хлористый водород). Химическая реакция, протекающая по [c.317]

    V—S — десублимация, осаждение из парообразной фазы  [c.329]

    На рис. 178 показан десублиматор периодического действия, используемый в производстве фталевого и малеинового ангидрида. Аппарат представляет прямоугольную камеру с полукруглой крышкой и корытообразным днищем. Теплообменные поверхности изготовлены в виде прямоугольных секций с оребренными трубками. В каждой секции — четыре ряда трубок, всего устанавливается 5—7 секций. Подача теплоагента производится через коллекторы на торцовой поверхности секций. Так как десублиматоры связаны с непрерывно действующей контактной системой, то устанавливают батарею аппаратов, часть из которых работает на десублимацию, а в части производится выплавка. [c.185]

    Оба примера относились к процессам фазовых превращений (кристаллизация — плавление, парообразование — конденсация, сублимация — десублимация, полиморфные изменения). А они характеризуются тем, что обе фазы могут сосуществовать, т. е. находиться в равновесии. Это значит, что путем сколь угодно малого изменения температуры и (или) давления можно осуществить соответствующий сдвиг равновесия. Так, подвод небольшого количества тепла к системе, состоящей из кипящей воды и сухого насыщенного пара, приводит к смещению равновесия в процессе парообразования в одну сторону, небольшое сжатие — в противоположную. [c.37]

    Наиболее простым и распространенным является способ десублимации из парогазовой смеси (ПГС) на охлаждаемых поверхностях, на которых и выделяется кристаллический продукт [91, 92]. Десублиматоры такого типа применяются для выделения фталевого [c.234]

    В процессах десублимации часть кристаллов оседает на внутренних [c.235]

    Представленный на рис. 2.21 десублиматор работает в режиме фонтанирования. Для охлаждения слоя используется змеевик 2. Через трубу о в десублиматор вводится исходная ПГС вместе с твердыми частицами. Скорость подачи ПГС регулируют таким образом, чтобы твердые частицы в зоне ядра поднимались чуть выше змеевика 2. Поднимающиеся частицы, достигнув некоторой высоты, перемещаются в кольцевую зону между ядром и стенкой аппарата. По мере роста частиц слоя (так как они обтекаются охлажденным газом и газ в зоне змеевика пересыщен) они под действием сил тяжести опускаются, одна их часть выводится из аппарата через разгрузочное устройство 4, другая часть подается шнеком на рецикл. Из существующей практики известно, что режим работы аппарата с фонтанирующим слоем более устойчив, чем режим работы аппарата с псевдоожиженным слоем. Поэтому привели выше лишь математическую модель процесса десублимации в аппарате фонтанирующего слоя. [c.240]

    Информация, представленная в патентной литературе и опубликованная в статьях по вопросам исследования и конструктивного оформления процессов объемной кристаллизации, ограниченна и в основном дана для случаев, когда пересыщение в системе создается в результате смешения ПГС с хладоагентом. Публикации по химической объемной десублимации представлены в основном работами по исследованию кинетики [114—117]. [c.240]

    Суровцев В. В. Исследование процесса десублимации из парогазовых смесей в псевдоожиженном слое инертного теплоносителя (на примере фталевого ангидрида). М. МИХМ, 1975. 15 с. [c.246]

    Процессы I и.У называются конденсацией или более конкретно процесс I называется сжижением, а процес V — десублимацией (или депозицией). Обратные им переходы называются II — парообразованием (или испарением, если парообразование идет только поверхности жидкости) и [c.88]

    Переход вещества из жидкого состояния в газообразное называется парообразованием, а в частном случае, когда парообразование происходит только с поверхности жидкости, процесс называется испарением. Аналогичный переход из твердого состояния в газообразное принято называть возгонкой или сублимацией. Обратные процессы перехода называются сжижением при переходе газа в жидкое состояние и десублимацией — при переходе его в твердое состояние. В обоих случаях их называют также конденсацией пара. (В соответствии с этим твердое и жидкое состояния часто объединяют общим термином конденсированные состояний.) Переход из твердого состояния в жидкое называется плавлением, а обратный процесс — отвердеванием (или замерзанием, если оно происходит при невысокой температуре). Переход из одной модификации твердого состояния в другую называется полиморфным превращением или просто переходом. [c.91]

    Уравнение (VII, 2) по смыслу сделанных допущений может применяться только для расчетов процессов парообразования (конденсации) и сублимации (десублимации). [c.187]

    Иногда в физике термином сублимация обозначают обратный процесс — процесс V — десублимацию. [c.88]

    Переход вещества из газообразного или жидкого в твердое состояние в результате десублимации или кристаллизации, естественно, приводит вначале к образованию более рыхлых структур, которые с течением времени перестраиваются в более плотные, чему способствуют понижение температуры и повышение давления. В связи с этим было установлено эмпирическое правило твердое вещество образуется (или выделяется) в виде модификации, которая химически наиболее активна. Действительно, при рыхлой упаковке координационные числа частиц малы, вследствие чего они менее насыщены связями, и более активно участвуют в химиче- [c.96]

    Переход вещества из газового или жидкого в твердое состояние в результате десублимации или кристаллизации, естественно, приводит вначале к образованию более рыхлых структур, которые с течением времени перестраиваются в более плотные, чему способствуют понижение температуры и повышение давления. В связи с этим было установлено эмпи- [c.124]

    V—L — конденсация, для которых характерны явления метастабильности. Во всех этих переходах образование новой фазы происходит через возникновение ее трехмерных зародышей и неизбежно связано с увеличением границы раздела, а следовательно, и с возрастанием энергии системы. Трехмерным зародышем называется микрообразование новой фазы с размерами, обеспечивающими установление равновесия между ним и окружающей средой, т. е. старой фазой, внутри которой оно возникает. При переходах Si->S2, L S и V->S трехмерный зародыш — это зародыш твердой фазы, возникший в результате соответствующих превращений прежней твердой Si (рекристаллизация, появление нового твердого химического вещества), жидкой L (кристаллизация, выпадение осадка) или газообразной V (десублимация) фаз. При переходах L- V и V- -l. это зародыши пара — пузырьки (кипение) или зародыши >кидкости — капли (конденсация). [c.329]

    В некоторых технологических процессах применяются, в частности, методы выделения сублимирующихся веществ из разбавленных парогазовых смесей находит применение также метод сублимационной очистки термонестойких веществ, состоящий из последовательно проводимых процессов сублимации и последующей десублимации целевого продукта, применяют также сублимационную сушку термонестойких продуктов. [c.183]

    Весьма перспективно применение для данного процесса аппаратов с псевдоожиженным слоем, так как теплообменные поверхности в псевдоожиженном слое не зарастают кристаллами и процесс можно вести в непрерывном режиме. Процесс десублимации в псевдоожиженном слое может быть осуществлен в двух вариантах -в псевдоожиженном слое самого десублимирующегося продукта (в данном Ьлучае избыток продукта, образующийся В аппарате, перетекает через переливной порог) или в псевдоожиженном слое инертного материала с полным выносом продукта из слоя и последующим выделением его из газового потока. [c.186]









    К конденсационным методам относятся кристаллизация, десублимация, конденсация. Диспергационные методы подразделяются на самопроизвольное (например, самоэмульгирование битумов» ) и несамопроизвольное диспергирование (например, измельчение, распыление, барботаж и т.п.). Подробно указанные методы рассматриваются в курсах коллоидной химии, в частности, в [41]. Отметим лишь, что в отношении лиофобных систем, частным случаем которых являются эмульсии битума в воде, самопроизвольное диспергирование исключено» , потому что создание в них дисперсной фазы возможно лишь путем затраты некоторой работы.Изготовле-ние битумных эмульсий основано на общих методах получения коллоидных систем путем диспергирования битумов в специальных устройствах» . [c.91]

    К диффузионным процессам, широко распространенным в проц1 ссах получения продуктов тонкой химии, относятся дистилляция н ректификация, жидкостная и твердофазная экстракция, лристаллизация, абсорбция, адсорбция и нх разновидности, мембранные процессы разделения (обратный осмос, микро-фильграция и ультрафильтрация), сублимация и десублимация, сушка и др. [c.17]

    Когда объемная десублимация протекает в аппаратах с мешалками, то для описания процесса десублимации в аппаратах смешения можно пользоваться математической моделью процесса кристаллизации в аппаратах типа MSMPR (см. выше). [c.242]

    Испарение и конденсация. Любое вещество в жидком или кристаллическом состоянии подвергается испарению, т. е. переходу в газовое состояние. Этот переход, будучи эндотермичным, осуществляется самопроизвольно, поскольку он сопровождается увеличением энтропии системы. Скорость процесса испарения, очевидно, про-порниональна концентрации молекул вещества в жидкой фазе поэтому процесс испарения идет с некоторой постоянной скоростью при определенной температуре. То же относится и к скорости процесса испарения вещества в кристаллическом состоянии. Очевидно, что в процессе испарения или сублимации концентрация молекул вещества в жидкой или твердой фазе не изменяется уменьшается только общее количество вещества, составляющего жидкую или твердую фазу. Что касается газовой фазы, то если процесс испарения или сублимации происходит в замкнутой системе, концентрация молекул испаряющегося вещества в газовой фазе непрерывно возрастает. По мере возрастания концентрации вещества в газовой фазе возникают условия для протекания процесса, обратного испарению, — конденсации (слэкзотермического процесса конденсации, очевидно, пропорциональна концентрации молекул вещества в газовой фазе поэтому процесс конденсации в замкнутой системе идет со все возрастающей скоростью. Когда скорость процесса конденсации становится равной постоянной скорости процесса испарения, очевидно, наступает равновесие между газовой и жидкой (твердой) фазами, т. е. фазовое равновесие, которое характеризуется постоянством концентраций вещества не только в конденсированной, но и в га- [c.98]

    Наиболее простыми аппаратами для выделения и улавливания фталевого ангидрида являются конденсаторы объемного типа. Такш конденсаторы представляют собой круглые или овальные полые ящики (рис. 265) из стали толщиной 3 мм, верхняя крышка крепится на болтах. В конденсаторах пропсхотнт два процесса охлаждение контактных газов до температуры ниже точки росы и осаждение кристаллов фталевого ангидрида, выделившихся в процессе десублимации. Выпавшие кристаллы выгружают через нижний люк аппарата. Для охлаждения контактных газов до возможно более низкой температуры конденсационные агрегаты монтируют из нескольких последовательно установленных аппаратов. [c.442]

    Совместно с И.Н.Дороховым и Э.М.Ко и>цовой получена и научно обоснована структура универсальной движущей силы массообменных процессов в гетерофазньпс ФХС, которая учитывает разность потенциалов Планка, энтальпийную и механическую состав шющие, а также составляющую, связанную с поверхностной энергией системы. Получены конкретные выражения движущих сил процессов абсорбции, ректификации, экстракции, кристаллизации, растворения, сушки, сублимации и десублимации установлена общность структуры их движущих сил, для ряда исследуемых процессов количественно вскрыто влияние градиентов поверхностного натяжения на интенсивность массопередачи. [c.12]

    Переход вещества из жидкого состояния в газообразное называется парообразованием, из твердого в газообразное — сг/ближа-цией и из твердого в жидкое — плавлением. Обратные процессы перехода соответственно носят название сжижения, десублимации и отвердевания. Все эти процессы, как правило, сопровождаются [c.11]

    Процессы I и V называются конденсацией или более конкретно процесс I называется сжижением, а процесс V — десублимацией (или депозицией). Обратные им переходы называются П — парообразованием (или испарением, если парообразование идет только с поверхности жидкости) и VI — возгонкой (или сублимацией ) процесс III — кристаллизацией (иногда — отвердеванием) или замерзанием (для невысоких температур), обратный переход — IV — является плавлением. [c.113]

    Молекулы жидких и твердых тел при любой темпеч ратуре могут переходить в газообразную фазу. Пере ход жидкости в газообразное состояние называется испарением, обратный переход вещества из газового состояния в жидкое — конденсация. Переход вещества из твердого состояния в газообразное является сублимацией, обратный процесс — десублимацией. Возможен переход вещества из твердого состояния в жидкое плавление) и из жидкого в твердое кристаллизация). Все эти процессы, при которых вещества без изменения химического состава переходят из одного агрегатного состояния в другое, называются фазовыми переходами. [c.51]

Физическая и коллоидная химия (1988) — [

c.8



]

Аналитическая химия. Кн.2 (1990) — [

c.0



]

Химический энциклопедический словарь (1983) — [

c.272


,


c.286


,


c.549



]

Процессы и аппараты химической технологии Часть 2 (2002) — [

c.293


,


c.294



]

Химия Краткий словарь (2002) — [

c.93



]

Большой энциклопедический словарь Химия изд.2 (1998) — [

c.272


,


c.286


,


c.549



]

Краткий курс физической химии Изд5 (1978) — [

c.91



]

Основы химической термодинамики и кинетики химических реакций (1981) — [

c.105



]

Химическая термодинамика Издание 2 (1953) — [

c.189


,


c.192



]

Теоретические основы общей химии (1978) — [

c.93



]

Краткий курс физической химии Издание 3 (1963) — [

c.87



]

Процессы и аппараты химической технологии Часть 2 (1995) — [

c.293


,


c.294



]

Сублимация примеры — Справочник химика 21

    Процесс сублимации (непосредственного испарения твердого вещества) и обратный ему процесс десублимации находят пример нение в различных производствах.  [c.183]

    Теплотами фазовых превращений называют тепловые эффекты полиморфных переходов, плавления, испарения и сублимации. Полиморфные переходы, т. е. процессы превращения одних кристаллических форм вещества в другие в последовательности возрастания температуры могут быть двух типов экзотермические (моно-тропные)—необратимые, односторонне осуществимые, и эндотермические (энантиотропные)—обратимые, двусторонне осуществимые. Примерами полиморфизма могут служить переходы серого олова в белое или моноклинной серы в ромбическую. Процессы плавления, сублимации и испарения во всех случаях являются эндотермическими (в направлении возрастания температуры). С повышением температуры теплота парообразования любого вещества уменьшается и при критической температуре обращается в нуль. Фазовые превращения при условии постоянства давления осуществляются при строго определенной температуре. [c.22]

    Сублимацией называют процесс перехода тела из твердого состояния в парообразное. Количество затраченного при этом тепла называют теплотой сублимации. Примером использования этого процесса для охлаждения может служить твердая углекислота (сухой лед). С помощью плавления и сублимации нельзя осуществлять непрерывное охлаждение одним и тем же количеством рабочего тела, так как оно, отняв тепло от ох- [c.4]

    В первых четырех разделах этой главы рассматривается термодинамика фазовых превращений. В некоторых случаях преподаватель может не рассматривать подробно критическую точку или фазовые диаграммы, но все курсы должны включать материал по теплотам плавления, сублимации и испарению, а также по температурам кипения и давлению пара над жидкостью. Если решено включить в курс фазовые диаграммы, следует тщательно пояснить примеры, приведенные в учебнике. [c.579]

    Оба примера относились к процессам фазовых превращений (кристаллизация — плавление, парообразование — конденсация, сублимация — десублимация, полиморфные изменения). А они характеризуются тем, что обе фазы могут сосуществовать, т. е. находиться в равновесии. Это значит, что путем сколь угодно малого изменения температуры и (или) давления можно осуществить соответствующий сдвиг равновесия. Так, подвод небольшого количества тепла к системе, состоящей из кипящей воды и сухого насыщенного пара, приводит к смещению равновесия в процессе парообразования в одну сторону, небольшое сжатие — в противоположную. [c.37]

    С частным случаем такого равновесия мы уже познакомились на примере равновесия вода — пар [уравнение (310)].-К равновесиям такого же рода можно отнести системы твердая фаза — расплав, твердая фаза — пар (сублимация), а также-равновесие между модификациями одного и того же соединения, например фазовый переход между ромбической и моноклинной серой. Равновесие между жидкостью и паром в координатах р — Т можно изобразить графически, исследуя зависимость равновесного давления пара над жидкостью от температуры. Если диаграмму р — Т расширить и поместить там зависимость температуры плавления от давления и давления пара от температуры сублимации, то получим диаграмму состояния рассмат]риваемого вещества (рис. Б.25). Ход всех этих кривых на р — Г-диаграмме определяется общим термодинамическим уравнением, известным как уравнение Клаузиуса — Клапейрона [его можно вывести из уравнения (276) и условия равновесия ёд = 0 вывод здесь не приводится]  [c.275]

    Выше на примере воды мы показали, что можно рассчитать теплоты испарения, плавления и сублимации. Процесс сублимации можно осуществить последовательно через две стадии плавлен,ие и испарение. Следовательно, в соответствии с законом Гесса справедливо равенство [c.57]

    Установлена зависимость поверхностной энергии твердых тел от поверхностного натяжения их расплавов, теплоты испарения, сублимации, плавления и плотности [76, 77]. В качестве примера можно привести зависимость [c.58]

    При Р кристаллического состояния непосредственно в газообразное (в точке Л), т. е. сублимация. Лля подавляющего большинства веществ Ро 1 атм (примером может служить двуокись углерода), нагревание кристаллов при Р = 1 атм вызовет их сублимацию. [c.238]

    При замерзании воды, попавшей в трещины породы, происходит существенное увеличение объема, и внутри породы развиваются очень большие давления, которые и разрушают ее. Из этого примера видно, что, кроме химических реакций, в некоторых процессах играют роль превращения, которые не сопровождаются изменением состава. Такие превращения называются фазовыми. К ним относятся плавление, испарение, сублимация, а также полиморфные превращения, среди которых отметим превращение углерода в виде графита в алмаз. Это превращение имеет важное промышленное значение. [c.48]

    Соединения с водородными связями. Среди сил невалентного взаимодействия большое значение имеет водородная связь, образованная взаимодействием положительно поляризованного атома водорода и отрицательно поляризованными атомами (чаще кислородом), которые могут входить в состав разных или одинаковых молекул. В молекулярных соединениях с водородной связью атомы водорода имеют координационное число, равное двум. Примерами соединений с водородными связями служат вода и лед. Количественной мерой прочности водородной связи в кристаллах льда можно считать энергию сублимации  [c.356]

    Дробную кристаллизацию применяют при синтезе органических препаратов в тех случаях, когда смесь твердых веществ нельзя разделить путем простой кристаллизации, разгонки, экстракции или сублимации. Одним из примеров ее применения является разделение о-, м- и п-произ-водных бензола. Как правило, дробную кристаллизацию применяют, когда вещества, входящие в состав смеси, обладают близкими химическими свойствами. [c.106]

    Методы расчета на основе аддитивных схем были разработаны на базе анализа энтальпийных характеристик для обширного ассортимента органических соединений с использованием энтальпий образования в твердом жидком и газообразном состояниях, включая энтальпии фазовых переходов — испарения и сублимации fl, 3, 73-78]. В качестве примера в табл. 7.9 приведены величины групповых вкладов в энтальпию образования углеводородов и кислородсодержащих соединений согласно данным [1, 73, 74]. [c.333]

    Предельным можно считать такой случай, когда кристалл в целом удерживается очень прочными ковалентными связями примером может служить алмаз с температурой сублимации 4347 °С при 1 атм и с еще более высокой температурой плавления. [c.249]

    Пример 9.2. Теплота сублимации аммиака равна 29 кДж-моль- . Воспользовавшись информацией, полученной в примере 9,.1, рассчитайте энергию водородных связей и аммиаке. [c.253]

    Классический пример очистки сублимацией — очистка иода. Действительно, наиболее удобным и эффективным методом очистки иода от примесей является возгонка, нередко проводимая в сочетании с фильтрацией газообразного иода через обогреваемые или химически модифицированные (например, пропитанные различными реагентами) фильтры. При этом можно снизить содержание примесей до 1-10 % при влажности очищенного иода не более 110 % (по массе). [c.72]

    Следующие примеры иллюстрируют фракционированную вакуумную сублимацию. 1 -оксиантрахинон (0,200 г) дал 0,165 г сублимата спустя 0,33 часа при 130° и давлении 9р. То же весовое количество 2-оксиантрахинона дало лишь 0,063 г сублимата спустя 24 часа при той же температуре и давлении. Следовательно, если держать смесь двух изомеров при 100° и 10 [а, собранный и выдержанный сублимат будет состоять в основном из 1-оксисоединения [84]. Затем поднимают температуру сублимируемого вещества до 180°, и в этом случае сублимат будет состоять в основном из 2-изомера. Разделение значительно более четкое, нежели при фракционированной перекристаллизации из растворителя. Подобным же образом салол легко и почти количественно выделяется из 50%-ной смеси с фенацетином вначале сублимируют первый продукт при 35° и И в течение 2 час., а затем второй продукт при 120°, 13 [1. и в течение 0,25 часа. [c.539]

    Пример У-9 [2]. Вычислить теплоту сублимации бензола при температуре 0°С с помощью формулы (У-42). Постоянные для бензола Гкр = 562,6°К, Ркр = 48,6 ат 7 п = 352,2° К пл=2350 кал моль, Гпл 278,5 К. [c.188]

    Весьма плодотворным оказалось применение масс-спектрометрического метода при измерении давлений паров веществ в конденсированном состоянии. В отличие от обычных методов измерения давления паров масс-спектрометрический метод позволяет определять молекулярный состав продуктов испарения и получать данные, характеризующие каждый компонент насыщенного пара. Можно привести большое число примеров, когда именно масс-спектрометрический метод позволил выяснить состав паров и найти правильные значения теплот сублимации. При проведении таких исследований измеряется зависимость интенсивности ионного тока данного компонента пара от температуры. Поскольку интенсивность ионного тока пропорциональна давлению, теплота сублимации данного компонента пара (или теплота реакции между газообразными веществами, если были измерены интенсивности соответствующих ионных токов) может быть вычислена по уравнению (IV. 14). Более точные значения тепловых эффектов могут быть получены при помощи уравнения (IV. 15), однако для такого расчета необходимы значения парциальных давлений, для вычисления которых нужна оценка поперечных сечений ионизации атомов и молекул. [c.157]

    На рис. 4.1 видно, что при давлении, большем Ро. нагревание твердого вещества приводит к его плавлению (например, при Р1 плавление происходит в точке ). После того как все вещество расплавится, дальнейшее повышение давления приводит к повышению соответствующих температур кипения (например, при давлении Р] кипение жидкости происходит в точке е при температуре Тх). При давлении, меньшем Ро (например, при Рг), нагревание твердого вещества приводит к переходу из кристаллического состояния непосредственно в газообразное (в точке g), т.е. к сублимации. Для большинства веществ Ро -Рнасыщ.паров И нагревание кристаллов приводит к их сублимации — примерами таких веществ являются иод и сухой лед — твердый диоксид углерода. [c.72]

    Кро.ме того, у многих кристаллов осуществляются слабые связи, подобные межмолекулярным связям в жидкостях. Такие кристаллы имеют низкие температуры плавления и сублимации. Примером может служпть кристалл СО2 (рис. 31, з). Кристаллические решетки с таким типом связи называются молекулярным и. Кроме типичных случаев, широко распространены различные комбинации указанных четырех типов связе( нонных, атомных, металлических и межмолекулярных (ваидерваальсо-1 , х) связей. [c.56]

    Изменение энтальпии А// может быть найдено не только для химических реакций, но и для других процессов, в частности для фазовых переходов. Фаза — однородная, т. е. имеющая одинако вые свойства во всех своих точках, часть системы, отделенная от других частей поверхностями раздела. Например, в растворе с осадком одного соединения имеются две фазы твердая — осадок н жидкая — раствор. Понятие фазы пе следуст смешивать с поня-тнем о веществе. В приведенном примере раствор может состоять из многнх веществ, ио это одна фаза. Фазовыми переходами называют превращения одной фaз ы в другую. К фазовым переходам относятся такие процессы, как плавление, испарение, возгонка и обратные процессы — затвердевание, конденсация, сублимация, а также переход кристаллического вещества в другую форму. [c.164]

    В [10] показано, что фуллерены можно сублимировать в вакууме при температуре около 400 С и осадить на холодном стекле. Однако примеры выделения фуллеренов из твердых углеродных фуллеренсодержащих полупродуктов путем сублимации авторам обзора не известны. [c.37]

    Однокомпонентные диаграммы состояния. Сублимация, плавление и испарение. Примером однокомпонентной системы может служить любое простое вещество, а также химическое соединение, обладающее строго определенным составом во всех трех агрегатных состояниях, которые могут находиться в равновесии друг с другом попарно либо все вместе в зависимости от параметров состояния. Полагая наличие только одной кристаллической фазы, можно представить существование трех двухфазных и одного трехфазного равновесия для однокомпонентной системы. Обозначив твердое, жидкое и газообразное состояния соответственно S, L и V, можем указанные равновесия записать в следующей форме  [c.264]

    Оба примера относились к процессам фазовых превращ,е-ний (кристаллизация — плавление, парообразование—конденсация, сублимация — десублимацня, полиморфные изменения). А они характеризуются тем, что обе фазы могут сосуществовать, т. е. находиться в равновесии. Это значит, что путем сколь угодно малого изменения температуры и (или) давления можно осуществить соответствующий сдвиг равновесия. Так, подвод небольшого количества теплоты к системе, состоящей из кипящей воды и сухого насыщенного пара, приводит к смещению равновесия в процессе парообразования в одну сторону, небольшое сжатие— в противоположную. А5фп колеблются в довольно широких пределах — от небольших величин (порядка 0,1 э. е.) для превращения веществ из аморфного состояния в кристаллическое до десятков единиц для сублимации, причем очевидно  [c.47]

    Критерий положения имитаторов перед центральным и последним элементами серии не следует подвергать сомнению, так как он совери№нно твердо установлен для Сг перед Мп и для Си перед 2п, как перед последним Зк-элементом. Не следует забывать н об имитации галогенами электронных оболочек N6, Аг, Кг и Хе как последних в ряду р-элементов. Другим примером чрезмерно произвольного толкования деления элементов по группам является причисление урана к VI группе и помещение его в число гомологов Сг, Мо и Л/. Не говоря уже о целом ряде коренных отличий в свойствах (например, ход энергий сублимации простых тел), уран по строению электронной оболочки своего атома является 5/-элементом и гомологом неодима повышенная валентность присуща ему по сравнению с кайносимметриком N(1 и подобна тому, что наблюдается при сравнении NFз и РР5. [c.115]

    Пример 9.1. Теплота сублимации льда (образования паров воды) равна 51 кДж- моль- . Соответствующие значения для СН4, НгЗе, ОеН4, НгТе и 5пН4 равны 8, 22, 17, 28 и 21 йДж-моль- . [c.253]

    В неорганическом анализе дистилляционными методами отделяют мышьяк, сурьму и олово в виде галогенидов, хром — в виде Сг02СЬ, осмий и рутений — в виде тетраоксидов. При определении кремния в силикатах его отделяют в виде 51р4. Серу в форме сульфитных и сульфидных ионов обычно выделяют в виде ЗО2 и Н2З после подкисления анализируемого раствора. Галогены можно отогнать из водного раствора в виде свободных элементов (часто после селективного окисления) и галогеноводородов. Из трудно-плавящихся веществ примеси металлов можно выделить в элементарном виде нагреванием при высокой температуре. Наоборот, в легколетучих веществах, (например, кислотах) содержание металлов определяют после полного или частичного отделения основного вещества дистилляцией. Примером использования рассматриваемых методов для очистки веществ служит дистилляция воды — стандартная операция в практике аналитических лабораторий. Методом сублимации можно хорошо очистить иод или некоторые органические соединения (например, 8-гидроксихинолин). [c.80]

    Решение. Чтобы получить ожидаемое значение вклада вандерваальсова притяжения в величину теплоты сублимации аммиака, примем линейное изменение теплоты сублимации, обусловленной вандерваальсовым притяжением, в изоэлек-тронном ряду СН4, ЫЙз, НаО. Отсюда значение для ЫНз будет равно (8-1-11 )/2= 10 кДж-моль , если использовать значения щля СН4 и Н2О, приведенные и рассчитанные в примере 9.1. Таким образом, энергия водородной связи в аммиаке составляет 29— 10=19 кДж-1Моль на молекулу ЫНз. Аммиак имеет три водородных атома (доноров водородной связи), но только одну пару электронов — акцептора протонов водородной связи. Электронная пара образует три равных примерно /з N—Н—Ы водородных связи, каждая с энергией /з = 6 кДж-моль . Значение 19 кДж-моль составляет максимальную энергию N— Н-«Ы водородной связи, [c.253]

    Осн. достоинство — большая эффективность разделения (как правило, для систем твердое тело — газ она всегда выше, чем для систем твердое тело — жидкость) недостаток — значительно большие по сравнению с фракционными кристаллизацией и плавлением затраты энергии. Примеры применения очистка от примесей промежут. продуктов в произ-вах красителей (антрахинона, бензантрона, 2-метилантрахинона и др.), очистка терефталевой н бензойной к-т (фракционная десублимация). По аналогии с противоточной Кристаллизацией (см. ниже) пep neкtнв O использование Противоточной сублимации с непрерывным массообменом между кристаллами и паровой фазой (напр., разделение систем 2г—НГ, антрацен-карбазол, очистка А1С1з). [c.527]

    Перемещение твердых вёщести в высоковакуумных системах за счет сублимации подчиняется тем же физико-химическим принципам, что и перегонка некоторые полезные примеры приведены ниже, т. е. образование метели чистого фосфорного ангидрида. [c.32]

    Дисперсные красители для полиэфирного волокна не должны сублимировать при 190—220 °С. Это достигается введением С1, Вг, ОН, ОК (К — арил), ЗОгННг и Других полярных групп, обычно в положении 2 антрахинона, и увеличением молекулярной массы красителя. Однако значительное накопление полярных групп и большое увеличение молекулярной массы ухудшает способность красителей проникать в полиэфирное волокно. При изысканиях красителей, устойчивых к сублимации, нужно найти решение, позволяющее получать красители, обладающие хорошими красящими свойствами. В качестве примера дисперсных красителей, пригодных для крашения полиэфирного волокна, отметим Дисперсный розовый 2С полиэфирный (10). Его получают нагреванием 1-ами-но-2,4-дибромантрахинона с фенолом в щелочной среде. При этом сначала более подвижный атом брома в положении 4 замещается на гидроксигруппы, затем менее подвижный (в положении 2) обменивается на остаток фенола  [c.381]

    Предыдущие примеры сублимации были приведены для иллюстрации различных устройств и способов работы. К ним следует добавить несколько других, проведенных большей частью с целью анализа. Примеры прямой сублимации веществ из сырого натурального продукта следующие выделение кофеина из сухих кофейных или чайных листьев, феруловой кислоты из асафетии, сантонина из артемизии, гентизина из корня горечавки, гидрастина из Hydrastis Ryzoma (растение) и коричной кислоты из бензоина с Суматры [264, 265]. Кантаридин может быть сублимирован из сухого порошка шпанских мушек или из измельченной американской шпанской мушки [266], особенно после смачивания хлороформом с добавкой достаточного количества соляной кислоты для того, чтобы придать материалу соответствующую кислотность. Сублиматы, полученные из гликозидов, состоят обычно из аглюконов если гликозиды смочить минеральной кислотой до сублимации, то сублиматы обычно представляют собой аглюконы. Это применяется часто как быстрое простое средство идентификации гликозидов[267, 268]. [c.538]

    Справедливость атом-атомпого подхода к расчету взаимодействия сложных молекул и предположение об аддитивности этих взаимодействий по атомам к настоящему времени достаточно надежно показана на примере вычисления свойств органических молекулярных кристаллов. Методом атом-атомных потенциалов вычислены в хорошем согласии с опытом теплоты сублимации ряда кристаллов углеводородов [5, 6]. Для метана теория и опыт дают 2,4 ккал молъ, а соответствующие числа для адаман-тана—15,5 и 12,7, для бензола — 10,5 и 10,0, для нафталина —16,5 и 16,7, для антрацена — 21,7 и 22,6 ккал моль. [c.56]

    Рассмотрим прежде всего вопрос об определении теплоты диссоциации СО, СК, N2 и теплоты сублимации углерода. Первые определения этого рода были произведены в работе Зельдовича и Ратнера [51 на примере детонации в смесях дициана с кислородом, особенно подходящих в этом отношении ввиду того,что нри достигаемых здесь температурах (до 6000° К) оказываются в значительной мере диссоциированными даже такие прочные двухатомные молекулы, как N2. [c.319]

Сублимация (физика) — это… Что такое Сублимация (физика)?

У этого термина существуют и другие значения, см. Сублимация.

Сублимационная кривая водяного льда — равновесный участок «твердое тело — газ» на фазовой диаграмме воды

Сублимация (возго́нка) — 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. Примером десублимации являются такие атмосферные явления, как иней на поверхности земли и изморозь на ветвях деревьев и проводах.

Примеры возгонки

Сублимация иода

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

Сублимация льда

Хорошо поддается возгонке лёд, 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

Простой сублимационный аппарат. Очищаемое вещество конденсируется из газовой фазы на «пальце»-холодильнике, охлаждаемом водой.
1 Вход холодной воды
2 Выход холодной воды
3 Вакуум/газ линия
4 Сублимационная камера
5 Сублимируемый продукт
6 Сырой материал
7 Внешний нагрев

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

Основная статья: Сублимационная сушка

Сублимационная сушка (иначе лиофилизация; лиофильная сушка) (англ. freeze drying или lyophilization) — процесс удаления растворителя из замороженных растворов, гелей, суспензий и биологических объектов, основанный на сублимации затвердевшего растворителя (льда) без образования макроколичеств жидкой фазы^[1].

Возгонка также используется в пищевой промышленности: так, например, сублимированный кофе получают из замороженного кофейного экстракта через обезвоживание вакуумом. Фрукты после сублимирования весят в несколько раз меньше, а восстанавливаются в воде. Сублимированные продукты значительно превосходят сушеные по пищевой ценности, так как возгонке поддаётся только вода, а при термическом испарении теряются многие полезные вещества. Перед сублимацией пищевых продуктов используется быстрое замораживание (от −100 до −190 °C), что приводит к образованию мелких кристаллов, не разрушающих клеточные мембраны.

См. также

Примечания

Ссылки

ДЕСУБЛИМАЦИЯ — это… Что такое ДЕСУБЛИМАЦИЯ?

7.6. Возгонка (сублимация) и десублимация

Возгонкой, или сублимацией, называют процесс перехода твердой фазы в парообразное состояние без плавления, а десублимацией -процесс кристаллизации твердой фазы из пара, минуя жидкое состояние.

Возгонка вещества в обычных условиях происходит только тогда, когда давление, отвечающее тройной точке вещества Тт (рис. 137) выше атмосферного. Равновесие твердая фаза — пар отражают точки кривой 0-Tг: стрелка 4 указывает на процесс сублимации, а стрелка 5 — на процесс десублимации. Выше точки Тг идет кривая испарения жидкости, заканчивающаяся критической точкой К.

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.

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.

Если для сублимации необходима инертная атмосфера, над возгоняемым веществом пропускают слабый поток азота баллона , очищая его также при помощи тканевых фильтров.

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.

Оригинальный сублиматор типа диск — чашка (рис. 138, д) состоит из полого кварцевого диска 4 с проточной водой, закрытого сверху фарфоровой чашкой 1. В центре круглого отверстия диска, лежащего на керамической пластине 5, помещают тигель 3 с возгоняемым веществом, нагреваемым газовой горелкой 6. В таком сублиматоре возгон 2 образуется не только на фарфоровой чашке, но и вокруг тигля на поверхности диска и может быть легко собран.

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.

Рис. 139. Паровые сублиматоры: б: 1 — обратный холодильник; 2- кожух; 3 — трубка; 4- колба, 5- колбонагреватель; 6-лодочка; 7- возгон; 8- диафрагма

Жидкость выбирают такую, чтобы ее температура кипения (см. табл. 16) была бы всего на 10 — 30 °С выше температуры возгонки вещества.

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.

Недостаток рассмотренного сублиматора — трудность удаления возгона 3 без частичного его загрязнения исходным порошком и необходимость извлечения его следов с мест десублимации. Кроме того, загрузке порошка в трубку 8 мешает диафрагма 4. Прибор со сквозной трубкой 3 (рис. 139, б) удобен тем, что он легко разбирается на части и лишен дефектов предыдущего сублиматора.

Рис. 140. Вакуумные сублиматоры с пальчиковым холодильником (а), с вставной трубкой (б) и пистолет Кемпфа (в): а: 1 — пальчиковый холодильник; 2 — сосуд; 3 — возгон; 4 — лодочка; 5 — трубчатая печь; б — вакуумный кран

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.

Удобным в применении является пистолет-сублиматор Кемпфа (рис. 140, в), пригодный и для дробной возгонки вещества. Реторту 1 пистолета опускают для нагревания в баню колбонагреватель (см. рис. 118), а возгон 2 собирают в трубке 3 с диафрагмой 4.

Рис. 141. Сублиматоры Солтиса (а), с вакуумной головкой (б) и с защитной рубашкой (в): а: 1 — капилляр; 2 — электронагреватель; 3 — возгоняемое вещество; 4 — пористая пластинка; 5- пальчиковый холодильник; 6- десублимат; 7- вакуумная трубка; 8- сосуд; б: 1 — карман с охлаждающей смесью; 2 — вакуумная трубка; 3 — сосуд; 4 — десублимат; 5 — колбонагреватель; в. 1 — пробирка с охлаждающей смесью; 2- защитная рубашка; 3- десублимат; 4- пористая пластинка; 5 — вакуумный кран

Возгон удаляют с поверхности трубки 3 фарфоровым или стеклянным шпателем в широкий бюкс (см. рис. 57) или чашку Коха (см. рис. 61) после удаления реторты 1. Вакуумирование пистолета проводят через наконечник 5. (Кемпф Теодор (1838 — 1923) — немецкий химик-органик, конструктор приборов по синтезу и очистке веществ.)

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.

Сублиматор с вакуумной головкой 2 имеет карман 1 (рис 141, б), содержащий охлаждающую смесь (см. табл. 23 — 25). На наружной поверхности этого кармана происходит десублимаии возгоняемого вещества.

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.

К оглавлению

Десублимация — Ссылка Oxford

Термин Герберта Маркузе, обозначающий процесс, посредством которого искусство (в самом строгом смысле) становится банальным и бессильным. В одномерном человеке (1964), его многомиллионном отчете об изменениях в обществе, вызванных поздним капитализмом, Маркузе утверждает, что реальная проблема, поставленная культурной индустрией для критической теории и, следовательно, самого общества, не в том, что она стирает различие между высокая культура и низкая культура, а скорее стирание границ между искусством и реальностью.В соответствии с теоретиками Франкфуртской школы Максом Хоркхаймером и Теодором Адорно (авторами тезиса о культурной индустрии) и, в частности, с описанием искусства в эпоху механического воспроизводства Вальтером Бенджамином, Маркузе утверждает, что массовое производство и распространение искусства и сопутствующее ему проникновение почти каждый аспект повседневной жизни разрушил то, что было самым сильным в искусстве с самого начала, а именно его антагонизм по отношению к обычному (Бенджамин называет это аурой). Этот антагонизм достигается с помощью процесса, который Фрейд назвал сублимацией, который, согласно психоанализу, происходит, когда либидо ставится под контроль принципа реальности: удовлетворение сексуального желания откладывается и превращается в эстетическое достижение, или то, что Маркузе называет Эросом. .В таких условиях, утверждает Маркузе, художественная сфера является «другим» измерением, радикально отличным от повседневной жизни и внутренне антагонистичным по отношению к ней, и поэтому общество можно назвать по крайней мере двухмерным. Это потеря этого измерения в процессе десублимации, посредством которой Эрос сводится к сексуальности, что приводит к тому, что общество становится одномерным и, следовательно, неспособным противостоять трансформациям, навязанным ему изменениями в способе производства. Если раньше в искусстве и литературе изображения художников, проституток, прелюбодеев и так далее свидетельствовали о другой, возможно, утопической жизни, то теперь они являются просто подтверждением существующего порядка и не несут в себе силы отрицания.Десублимация в этом смысле репрессивна. Так называемое сексуальное освобождение, утверждает Маркузе, происходит за счет разрушения Эроса, которое оставляет нам усиленное сексуальное существование, но не дает сопротивления настоящему, не остается пространства, которое можно было бы считать «другим».

Десублимация — обзор | Темы ScienceDirect

3.2.4 Модернизация криогенного биогаза

Технологии криогенной переработки биогаза можно разделить на две основные группы, в зависимости от того, разрешено ли образование твердого CO ₂ или нет.В первом случае удаление CO ₂ обычно осуществляется десублимацией, которая может происходить на должным образом спроектированных поверхностях теплообменника (как в процессе Cryo Pur [118]), в криогенных слоях насадки (процесс CPB) [119] или в распылительные башни, в то время как последняя группа полагается на низкотемпературные технологии, в основном используемые для очистки природного газа с высоким содержанием CO ₂ (более 10 моль%) и основанные на перегонке, как в процессе Райана-Холмса [120] и процесс низкотемпературной дистилляции с двойным давлением DCCD ^TM [121,122].Отдельным случаем является процесс CFZ ^TM [123], состоящий из дистилляционной колонны, где отверждение допускается в специальной секции, не блокируя работу колонны.

Наиболее энергосберегающие криогенные процессы — это процессы, основанные на дистилляции, в частности, процесс низкотемпературной дистилляции с двойным давлением, DCCD ^TM [124,125]. Однако технологии криогенного разделения, основанные на перегонке, еще не используются в коммерческих целях для повышения качества биогаза [126].Далее приводится краткое описание каждой технологии.

Процесс Cryo Pur — это интегрированный процесс очистки, повышения качества биогаза и сжижения биометана. CO ₂ замораживается, когда газ проходит через теплообменник (температуры от -90 до -120 ° C), что позволяет достичь уровня чистоты метана, необходимого для сжижения, , т. Е. , снижение содержания CO _{2 Содержание} в газе ниже 0,3% [127]. Как сообщается в литературе [128], «Интегрированный каскад смешанного хладагента» используется для обеспечения требуемого режима охлаждения.Технология Cryo Pur была выбрана в 2013 году для проекта «БиоГНВал», и была создана демонстрационная установка. Первый коммерческий контракт был подписан в 2016 году на установку мощностью 300 нм ³ биогаза в час, который будет запущен в середине 2017 года в Северной Ирландии. Другой блок с большей производительностью, , т.е. 500 Нм, ³ / час биогаза, планировалось построить в 2018 году в Дуэ Мета, Анже, Франция [127,129].

Блок обработки GPP® [130] состоит из ступени сжатия и нескольких ступеней очистки для удаления воды, сероводорода, галогенов, силоксанов и других нежелательных компонентов.После стадий очистки разные емкости при разных температурах позволяют удалять CO ₂ путем конденсации и затвердевания (в литературе нет описания того, как происходит затвердевание внутри емкости). После повторного сжатия до 48 бар биогаз перетекает в емкость при -95 ° C, где CO ₂ удаляется дополнительно. Затем в процессе GPP® Plus очищенный биогаз испаряется, что позволяет удалить азот и кислород из биогаза и получить LBM с> 99.Чистота 5% [131]. Два завода LBM (оба в Швеции) использовались для производства LBM на основе этой технологии, но оба столкнулись с рядом проблем [131]. В настоящее время есть только один демонстрационный завод меньшего размера, расположенный недалеко от штаб-квартиры компании [126].

CryoSep [132,133] — это процесс, используемый компанией Biofrigas, Швеция, для модернизации и сжижения сырого газа до LBM на одном и том же заводе. В литературе единственная информация о процессе модернизации заключается в том, что он является криогенным и способен очищать биогаз до биометана с чистотой 99%.

В процессе низкотемпературной дистилляции с двойным давлением DCCD ^TM секция очистки состоит из двух установок дистилляции: первая, работающая при высоком давлении (50 бар), служит секцией отпарки, а вторая — при низком давлении. давление (40 бар) служит в качестве секции обогащения. Чтобы избежать затвердевания CO ₂ , газообразный верхний погон колонны высокого давления (или ее часть), который обогащен легчайшим компонентом природного газа, нагревается выше точки росы при рабочем давлении колонна низкого давления.Затем, перед его поступлением в колонну, давление потока снижают, избегая возникновения твердого осаждения. Поток добываемого газа в верхней части секции дистилляции низкого давления представляет собой метан со спецификацией чистоты, необходимой для входа в линию сжижения. В отличие от традиционных технологий модернизации [66], кубовый продукт из ректификационной колонны высокого давления представляет собой поток жидкого CO ₂ под высоким давлением. В настоящее время пилотная установка находится в эксплуатации в Пьяченце в Италии [122].Что касается требований к энергии, несколько холодильных циклов были изучены в литературе [134] и сравнивались на основе их коэффициента производительности (COP).

В процессе Райана-Холмса используется тот факт, что добавление более тяжелого углеводорода, обычно n -бутана, в верхней части дистилляционной колонны снижает температуру точки равновесия SLV, тем самым предотвращая образование твердого CO ₂ . Требуется дополнительная колонна для регенерации n -бутана, что увеличивает эксплуатационные расходы и капитальные затраты [135].

Для краткости только схемы процессов GPP® и DCCD ^TM , как примеры методов, основанных на десублимации и криогенной дистилляции соответственно, показаны на рис. 7 и 8 соответственно.

Рис. 7. Блок-схема процесса GPP® (любезно предоставлена ​​GPP®) [130].

Рис. 8. Блок-схема процесса DCCD ^TM [123].

Поскольку применение криогенных технологий для повышения качества биогаза все еще находится на начальной стадии, и часто имеется очень мало информации о предлагаемой технологии, их сравнение пока невозможно.Однако в предыдущей литературной работе [136] представлены результаты энергетического сравнения некоторых из упомянутых выше технологий (а именно, процесса Райана-Холмса, процесса DCCD ^TM и процесса антисублимации) для оценки их энергетических характеристик. по отношению к обычной очистке амином, на основе подхода «чистый эквивалент метана». Оказалось, что низкотемпературные технологии, в частности, на основе дистилляции, работают лучше, чем традиционные.В последние годы стали свидетелями развития гибридных технологий, которые пытаются использовать преимущества различных технологий модернизации [137].

Pentair [138] выпустила на рынок гибридный процесс, сочетающий мембраны и криогенную технологию. Более подробная информация о технологической схеме недоступна.

Terracastus Technologies владеет лицензией на процесс CO ₂ Wash® [71], сочетание криогенных и традиционных технологий, разработанный американской компанией Acrion’s Technologies.Поток неочищенного газа очищается потоком жидкого диоксида углерода, который эффективно поглощает примеси, такие как силоксаны, галогенированные соединения и неметановые органические соединения («CO ₂ Wash»). CO ₂ , присутствующий в очищенном газе, ~ 25%, и любой существующий O ₂ затем разделяются с помощью процесса мембранной обработки [70,107].

В таблице 4 перечислены новые технологии криогенного разделения для повышения качества биогаза. Он включает информацию о стадии разработки каждой технологии, изобретателе и месте, где она разрабатывается.Характеристики этих технологий также приведены в Таблице 4.

Таблица 4. Технологии криогенного разделения для повышения качества биогаза, доступные в настоящее время.

Процессы криогенной обработки биогаза — это новые технологии с большим потенциалом, хотя они все еще находятся в стадии разработки, и лишь несколько установок работают в промышленных масштабах [100,131 ].Они производят поток метана высокой чистоты при низкой температуре; поэтому они являются синергетическими с производством LBM [25,111,127,131,139] и также подходят для этого применения, поскольку может быть получен биометан высокой степени очистки. Другое общее преимущество криогенной обработки состоит в том, что не требуется дополнительной жидкости, и очень чистый CO ₂ производится в виде жидкости [19].

Фазовый переход твердое тело в газ

Цель обучения

• Обсудите процесс сублимации.

Ключевые моменты

• Сублимация — это эндотермический фазовый переход, при котором твердое вещество испаряется в газ.
• Твердые вещества, которые сублимируются, имеют такое высокое давление пара, что нагревание приводит к значительному испарению даже до того, как будет достигнута точка плавления.
• Энтальпия сублимации (также называемая теплотой сублимации) может быть рассчитана как сумма энтальпии плавления и энтальпии испарения.

Условия

• осаждение Фазовый переход, при котором газ превращается в твердое тело без прохождения через промежуточную жидкую фазу.Это обратный процесс сублимации.
• Тройная точка В термодинамике тройная точка вещества — это температура и давление, при которых три фазы (газ, жидкость и твердое тело) сосуществуют в термодинамическом равновесии.
• сублимация: Процесс преобразования непосредственно из твердой фазы в газообразную, без прохождения через промежуточную жидкую фазу.

Фазовый переход: твердое тело в газ

Сублимация — это процесс преобразования непосредственно из твердой фазы в газообразную, без прохождения через промежуточную жидкую фазу.Это эндотермический фазовый переход, который происходит при температурах и давлениях ниже тройной точки вещества (температуры и давления, при которых сосуществуют все три фазы) на его фазовой диаграмме.

При данной температуре большинство химических соединений и элементов могут обладать одним из трех различных состояний вещества при разном давлении. В этих случаях для перехода из твердого состояния в газообразное требуется промежуточное жидкое состояние. Но при температурах ниже тройной точки снижение давления приведет к фазовому переходу непосредственно из твердого состояния в газообразное.Кроме того, при давлениях ниже давления тройной точки повышение температуры приведет к превращению твердого вещества в газ без прохождения через область жидкости.

Фазовая диаграмма чистого вещества Обратите внимание на тройную точку вещества. При температурах и давлениях ниже значений тройной точки может происходить фазовый переход между твердой и газовой фазами.

Для некоторых веществ, таких как углерод и мышьяк, сублимация намного проще, чем испарение. Это связано с тем, что давление их тройной точки очень велико, и их трудно получить в виде жидкостей.Твердое вещество имеет такое высокое давление пара, что нагревание приводит к значительному прямому испарению даже до того, как будет достигнута точка плавления.

Процесс сублимации требует дополнительной энергии и, следовательно, является эндотермическим изменением. Энтальпия сублимации (также называемая теплотой сублимации) может быть рассчитана как сумма энтальпии плавления и энтальпии испарения.

Обратный процесс сублимации — это осаждение (т.е. превращение газа в твердое вещество). Например, твердый йод I ₂ легко сублимируется при температуре около 100 ° C.Даже лед имеет измеримое давление пара вблизи точки замерзания, о чем свидетельствует тенденция снега к испарению в холодную сухую погоду. Есть и другие твердые вещества, давление пара которых превышает давление пара жидкости до того, как может произойти плавление. Такие вещества возвышенны; распространенным примером является твердый диоксид углерода (сухой лед) при атмосферном давлении 1 атм.

Dry Ice Твердая двуокись углерода (известная как «сухой лед») сублимируется в воздухе.

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета.Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Разница между осаждением и сублимацией

Обновлено 10 февраля 2020 г.

Рити Гупта

Рецензент: Lana Bandoim, B.S.

Хотя часто считается, что испаряются только жидкости, твердые частицы тоже испаряются!

Сублимация — это процесс, при котором молекулы переходят непосредственно из твердой фазы в паровую или газовую фазу.

Осаждение — это процесс, при котором молекулы переходят непосредственно из газовой фазы в твердую фазу.Химия осаждения происходит, когда молекулы оседают из газовой фазы в твердую фазу.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Сублимация и осаждение — противоположные процессы. Сублимация — это когда вещество переходит из твердого тела в газ, а осаждение — это когда вещество переходит из газа в твердое тело.

Химия сублимации и осаждения — примеры фазовых превращений . Вы, наверное, уже видели изменение фазы раньше. Когда вы кипятите воду для приготовления макарон с сыром, вода начинает пар.Это испарение, или переход жидкой фазы воды в паровую фазу.

Твердый CO ₂ , который иногда называют сухим льдом, переходит прямо из твердого вещества в газ при комнатной температуре. Это еще один пример изменения фазы, а именно: сублимация.

Изменения энергии сопровождаются фазовыми изменениями

Еще раз взгляните на кипящую воду для макарон с сыром. Вы добавляете энергию к жидкой воде, чтобы она сменила фазу. Когда вы это делаете, вода переходит из более упорядоченной фазы (жидкость) в менее упорядоченную фазу (пар).Таким образом, энергия требуется всякий раз, когда фаза переходит в менее упорядоченное состояние.

Почему это? Необходимо преодолеть силы притяжения, удерживающие молекулы вместе. Единственный способ сделать это — добавить энергию до тех пор, пока молекулы не перестанут оставаться вместе.

Это означает, что плавление, испарение и сублимация являются эндотермическими процессами. Они требуют добавления энергии или тепла.

Обратные процессы (замораживание, конденсация и осаждение) — это все экзотермические процессы.Это означает, что они выделяют тепло. Вы, наверное, испытали это, если подобрались слишком близко к пару. Пар горячий, потому что при прикосновении к нему он сразу конденсируется и выделяет тепло!

Молярная теплота сублимации

Молекулы в твердом теле удерживаются вместе гораздо более плотно, чем в жидкости. По этой причине давление пара твердого тела (да, твердые тела тоже имеют давление пара!) Ниже, чем у жидкости.

Молярная теплота сублимации — это энергия, необходимая для сублимации одного моля твердого вещества.Это сумма молярной теплоты плавления и испарения. Молярная теплота плавления — это энергия, необходимая для плавления одного моля твердого тела, а молярная теплота испарения — это энергия, необходимая для испарения одного моля жидкости:

Фазовые диаграммы

Фазовые диаграммы показывают соотношение между твердым телом, жидкая и паровая фаза соединения. Он суммирует условия, при которых вещество существует в твердом, жидком или газообразном состоянии.

Например, кривая между твердой и паровой фазами показывает, как давление пара изменяется с температурой.Точка пересечения всех трех кривых называется тройной точкой. Это единственное условие, при котором все три фазы могут находиться в равновесии друг с другом.

Фазовые диаграммы помогают предсказать поведение вещества при определенной температуре и давлении.

Примеры сублимации и осаждения

Самый известный пример сублимации — сухой лед. Конечно, сухой лед на самом деле не лед, это замороженный CO ₂ . CO ₂ возгоняется при комнатной температуре.

Другие примеры включают освежители воздуха. Твердое вещество в освежителе воздуха может сублимироваться, чтобы в комнате было приятно пахнуть. Нафталин, из которого делают шарики моли, — еще один пример сублимации с запахом. Он быстро сублимируется, а запах отпугивает моль.

Другой пример — лекарства. Часто на бутылках с лекарствами написано, что вы должны хранить их в прохладном месте или при комнатной температуре. Это связано с тем, что существует вероятность того, что некоторые из задействованных компонентов могут сублимироваться, если они будут слишком сильно нагреты.

Один из примеров отложения газа в твердое тело, с которым вы, возможно, знакомы, — это образование инея. Когда на улице ниже нуля, становится настолько холодно, что любой водяной пар переходит прямо из паровой фазы в твердую фазу. Вот почему утром первым делом видишь мороз!

Помощь при сублимации и осаждении

Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает
или несколько ваших авторских прав, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее
в
информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту.Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на
ан
Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент
средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как
в виде
ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы существенно
искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что контент находится
на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.

Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени;
Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены;
Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \
достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам университетских школ найти и точно идентифицировать этот контент; например нам требуется
а
ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание
к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба;
Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; и
Ваше заявление: (а) вы добросовестно считаете, что использование контента, который, по вашему мнению, нарушает
ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все
информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство, что вы
либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:

Чарльз Кон
Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже:

7 примеров сублимации в повседневной жизни — StudiousGuy

Большинство вещей, которые мы наблюдаем вокруг себя, обычно существует в трех основных формах или фазах: твердом, жидком и газообразном.Фаза вещества зависит от температуры, то есть при изменении температуры каждый материал меняет свою фазу из одного состояния в другое. Обычно это изменение фазы вещества происходит постепенно, то есть от твердого вещества к жидкости и, в конечном итоге, от жидкости к газу; однако при определенных условиях температуры и давления твердое вещество может непосредственно превращаться в газ. Этот процесс известен как сублимация. Вариация вещества относительно изменений давления и температуры описывается так называемой «фазовой диаграммой».”

Сравнение фазовых диаграмм диоксида углерода (красный) и воды (синий), показывающих точку сублимации диоксида углерода (в центре слева) при 1 атмосфере. При нагревании сухой лед пересекает эту точку по жирной горизонтальной линии от твердой фазы непосредственно к газовой. С другой стороны, вода проходит через жидкую фазу при 1 атмосфере

На фазовой диаграмме «тройная точка» — это уникальная конфигурация температуры и давления, при которой все три фазы вещества могут сосуществовать вместе в тепловом равновесии.Другими словами, это соответствует самому низкому давлению, при котором вещество может существовать как жидкость (промежуточное состояние) для данной температуры. Сублимация происходит, когда давление падает ниже значения тройной точки без какого-либо изменения температуры. Один из способов подумать об этом заключается в том, что если вы хотите наблюдать сублимацию, вам нужно переместить субстанцию ​​ниже тройной точки, снизив давление. Следовательно, если тройная точка вещества находится под высоким давлением, то происходит сублимация, минуя процесс плавления в жидкую фазу.Однако не следует путать сублимацию с превращением твердого тела в газ в результате химической реакции. Например, диссоциация при нагревании твердого хлорида аммония до хлористого водорода и аммиака — это не сублимация, а химическая реакция. Точно так же горение свечей, содержащих парафиновый воск, в углекислый газ и водяной пар тоже не сублимация, а химическая реакция с кислородом. Как правило, сублимация объясняется только изменением физического состояния вещества.Давайте обсудим несколько примеров сублимации в повседневной жизни:

Указатель статей (Нажмите, чтобы перейти)

1. Сухой лед

Двуокись углерода обычно присутствует в нашей окружающей среде в виде газа. Однако он также может существовать в твердой форме как «Сухой лед». В отличие от своего названия, сухой лед не имеет ничего общего с замороженной водой (льдом). Он назван так потому, что напоминает обычный лед и не тает, а испаряется, отсюда и термин «сухой лед». В процессе сублимации он переходит непосредственно из твердого вещества в газ.При давлении ниже 5,13 атм и температуре ниже -56,4 ° C (216,8 K; -69,5 ° F) (тройная точка) CO2 переходит из твердого состояния в газ без промежуточной жидкой формы. Он используется в основном как охлаждающий агент, но также используется в дымовых машинах в театрах для создания драматических эффектов. Интересно, что он обеспечивает более низкую температуру, чем у водяного льда, и не оставляет никаких следов (кроме случайного инея от влаги в атмосфере). Это полезно для хранения замороженных продуктов, когда механическое охлаждение недоступно.Однако не рекомендуется работать с твердым углекислым газом голыми руками, так как он может оставить на коже серьезные обморожения.

2. Круговорот воды

В круговороте воды сублимация чаще всего используется для объяснения процесса превращения снега и льда непосредственно в пары воды без перехода в жидкую фазу. Противоположностью сублимации является «осаждение», когда пары воды превращаются непосредственно в лед, например снежинки и иней. Когда присутствуют погодные условия, такие как низкая относительная влажность и сухой ветер, сублимация происходит быстрее.Это также происходит на больших высотах, где давление воздуха ниже по сравнению с низкими высотами. Также необходима энергия, например резкий или интенсивный солнечный свет, для поддержания температуры на уровне тройной точки. Если бы нужно было выбрать место на Земле, где часто происходит сублимация, Mt. Южная стена Эвереста была бы идеальным выбором. Низкие температуры, сильный ветер, яркое солнце, очень низкое давление воздуха — необходимые условия для сублимации.

3. Нафталиновые шарики

Ежегодно с наступлением лета люди складывают теплую несезонную одежду на хранение до следующей зимы или осени.Каждый раз, когда они это делают, они также кладут к одежде крошечные, но особенно острые нафталиновые шарики, чтобы защитить их от моли. Осенью, когда мы снова достаем эту одежду, мы обнаруживаем, что шары значительно уменьшились в размере, но на одежде нет следов. Это происходит потому, что, как правило, нафталиновые шарики, которые мы используем, сделаны из нафталина, который летом может сублимироваться из твердого вещества в газ при нормальной комнатной температуре. Сильный порядок нафталина предотвращает попадание насекомых на одежду и причинение ей вреда.Однако, поскольку нафталин легко воспламеняется, в современных шариках от нафталина вместо него используется 1,4-дихлорбензол. Более того, 1,4-дихлорбензольные шарики нафталином могут подвергаться сублимации даже при более низкой температуре 21-24 ° C.

4. Сублимационная печать на красителях

Сублимационная печать в настоящее время становится все более популярной. В лучшей графической одежде, домашнем декоре и рекламных дисплеях используется процесс сублимации красителя для получения яркой и долговечной графики.В этом процессе используется наука сублимации, но не в точном смысле, а в противоположном смысле. Тепло и давление применяются к твердому цвету, превращая его в газ в результате эндотермической реакции без прохождения через жидкую фазу. Этот процесс известен как «осаждение» или «десублимация». При сублимационной печати уникальные сублимационные красители переносятся на листы «трансферной» бумаги с помощью жидких гелевых чернил через пьезоэлектрическую печатающую головку. Чернила наносятся на эту бумагу для струйной печати с высоким высвобождением, которая используется на следующем этапе процесса сублимационной печати.После того, как цифровой дизайн напечатан на листах сублимационного переноса, его помещают на термопресс вместе с субстратом, который необходимо сублимировать. Чтобы перенести изображение с бумаги на основу, требуется процесс термического прессования, который представляет собой комбинацию температуры и давления. Термопресс применяет эту особую комбинацию, которая может изменяться в зависимости от подложки, для «переноса» сублимационных красителей на молекулярный уровень в подложку. Наиболее распространенные красители, используемые для сублимации, активируются при 350 ºF.Однако для оптимального цвета обычно рекомендуется диапазон от 380 до 420 ºF. Затем чернила проникают в волокна материала и прочно прикрепляются к нему, что приводит к печати высокой четкости с чрезвычайно сложным уровнем детализации.

5. Криминалистика

Раскрытие преступления никогда не бывает легкой прогулкой. Благодаря научным методам, которые предоставляют конкретные доказательства того, что справедливость восторжествовала. Уголовное расследование включает средства для сбора и анализа вещественных доказательств с места преступления.В современных уголовных расследованиях обычно используются многие современные научные методы, известные под общим названием криминалистика. ДНК — это золотой стандарт для улик. Но часто на месте преступления нет ДНК. Затем можно использовать старомодный анализ отпечатков пальцев. Квалифицированный аналитик может идентифицировать человека по одному хорошему отпечатку, потому что у двух людей нет одинаковых отпечатков пальцев. Когда люди прикасаются к предметам пальцами, они могут оставлять на коже следы кожного сала. Этим маслом нарисуйте узор завитков на пальцах.Один из методов выявления скрытых отпечатков — это испарение йода. При нормальных условиях температуры и давления йод представляет собой твердое кристаллическое вещество с металлическим блеском. Однако он летуч, что означает, что он легко возгоняется. Поэтому, когда его пары обдуваются поверхностью, содержащей отпечатки пальцев, йод может реагировать с жирной кислотой, выделяемой кончиками пальцев, создавая темные цветные отпечатки. Еще один процесс сублимации, который помогает в уголовном расследовании, — это сублимация красителя. Он используется для создания цифровых водяных знаков на документах.Это позволяет судебно-медицинскому эксперту отличить подлинный документ от подделки.

6. Таблетки духов

Все мы знакомы с ароматическими таблетками духов, используемыми для создания приятного аромата в ванной или гардеробе. Они придают вашему дому тонкий и индивидуальный аромат. Они сделаны из 100% органического воска, пропитанного чистыми эфирными маслами, которые повышают их эффективность и делают их долговечными. Срок службы парфюмерной таблетки в зависимости от типа использования составляет 3-6 месяцев.Большинство этих таблеток содержат камфору в качестве основного ароматизатора. Камфора может подвергаться сублимации при комнатной температуре. Следовательно, эти ароматические таблетки со временем уменьшаются в размерах.

7. Аккреция вещества в космосе

Время от времени большинство из нас задается вопросом, как возникла эта солнечная система, планеты, кометы, луны и другие небесные объекты. В астрофизике объединение частиц в большой объект за счет гравитационного притяжения большего количества вещества, обычно газообразного, к аккреционному диску, называется аккрецией вещества.Большинство астрономических объектов, таких как галактики, звезды и планеты, образованы процессами аккреции. Планеты образуются в протопланетных дисках из газа и пыли, которые окружают молодые звезды. Было признано, что дрейфующие камешки играют важную роль в сценарии аккреции ядра, вызывая нестабильность потоков или способствуя росту ядер планет. Более того, ледяные покровы летучих видов, таких как вода, кажутся многообещающими участками для этого процесса. На линии водяного льда более высокая поверхностная энергия льда способствует коагуляции, и сублимированный пар может диффундировать наружу по диску и осаждаться на гальке, обеспечивая быстрый рост.

Что такое сублимация в химии? — Определение, процесс и примеры — Видео и стенограмма урока

Как работает сублимация

Вещества, такие как вода и углекислый газ (CO2), могут быть нанесены на график зависимости давления от температуры, чтобы показать их состояние вещества (твердое, жидкое или газообразное) при заданной температуре и давлении. Мы знаем, что при типичном атмосферном давлении вода является твердым телом при температуре ниже 0 градусов Цельсия, жидкостью от 0 до 100 градусов Цельсия и газом при более высоких температурах.Однако атмосферное давление может меняться, особенно с высотой. Чем выше высота, тем ниже атмосферное давление.

Как показано на этом графике, мы можем экспериментально заметить, что вода не всегда меняет фазу при одинаковых температурах. Например, при более низком давлении жидкая вода превращается в газ при температуре ниже 100 градусов Цельсия. Если давление падает достаточно низко, вода достигает так называемой тройной точки , давления и температуры, при которых вещество может существовать в твердой, жидкой и газообразной формах.Ниже тройной точки твердая вода сублимируется, превращаясь непосредственно в газ с повышением температуры и никогда не проходит через жидкую фазу. CO2 имеет тройную точку при давлении выше 1 атмосферного давления, что означает, что при стандартном атмосферном давлении Земли CO2 будет сублимироваться, когда он нагревается от твердого тела до газа.

Примеры сублимации

Найденный в котлах ведьм на вечеринках в честь Хэллоуина твердый CO2, также известный как сухой лед, сублимируется при обычных атмосферных давлениях и температурах на Земле.Его низкая температура в твердом состоянии делает его идеальным хладагентом, но также делает перчатки необходимым условием для экспериментов по сублимации.

Хотя мы обычно думаем о том, что вода превращается из льда в жидкость в газ с увеличением энергии, лед может сублимироваться. Этот процесс наиболее очевиден в морозном, сухом климате на больших высотах, где атмосферное давление ниже. На этой фотографии ниже мы видим ледяные лезвия с впадинами в местах сублимации льда.