20 ПРИМЕРИ ЗА ХИМИЧЕСКО СУБЛИМИРАНЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ - ХИМИЯ - 2025

Някои примери за химическо сублимиране са процесите, на които се подлагат вода, въглероден диоксид, йод, арсен или сяра. При тях се наблюдава директната смяна на фазата от твърда в газова без предишния преход към течната фаза.

Класическите примери за сублимация са установени от сух лед (изображение на дъното), който се състои от замръзнал въглероден диоксид; и йод, с неговите лилави кристали. За да знаете дали дадено съединение може да сублимира или не, трябва да преминете към неговата фазова диаграма като функция от налягане и температура (PV).

Парче сух лед реагира и неутрализира разтвор на натриев хидроксид, оцветен от фенолфталеин. Източник: Алесандро д Дамяно

В тези фазови диаграми се наблюдава точка, в която трите линии, които разделят фазата на твърдата, течната и газовата, се съединяват (и съществуват едновременно): тройната точка. Под тази точка има две равновесни зони: една за твърдото и една за газовата. По този начин чрез манипулиране на налягането се постига директният преход на твърд газ.

Ето защо много други твърди съединения са в състояние да сублимират, ако се нагряват чрез понижаване на налягането или прилагане на вакуум.

Примери за сублимация

Сух лед

Сух лед или твърд CO ₂ е най-представителният пример за сублимация. Нарича се суха, защото не оставя следа от влага, студена е и отделя белия дим, който е използван толкова много в пиесите.

Веднага след като е произведен (при -78,5 ºC), той започва да сублимира при всяка температура; просто го излагайте на слънце, за да може той веднага да възнесе. Може да се види на следното изображение:

йод

И сухият лед, и йодът са молекулни твърди частици. Йодът се състои от молекули I ₂, които са свързани, образувайки лилави кристали. Тъй като междумолекулните им сили са слаби, значителна част от тези кристали се сублимират, вместо да се стопят при нагряване. Горното обяснява защо лилавите пари се отделят от йод.

Лед и сняг

Върху височините на снежните върхове снегът може да сублимира поради по-ниското налягане, изпитвано от неговите кристали. Подобно сублимация обаче е изключително бавно в сравнение със сухия лед и йода; налягането на парата на лед и сняг е много по-ниско и следователно не сублимира толкова бързо.

Ако към този бавен сублимация се прибави и факторът на вятъра, който влачи молекулите от повърхността на лед и сняг, ерозирайки повърхността му, тогава замръзналите маси в крайна сметка се аблират; т. е. те се намаляват по размер, докато се разпростират или разпространяват снежни хълмове (морени). Следното изображение показва сублимацията на леда:

ментол

Въпреки че йодът има определен характерен мирис, от ментола можем да извлечем качество, споделено от всички твърди вещества, способни да сублимират при специфични условия на налягане или температура: те са ароматни съединения.

Фактът, че твърдото вещество има миризма, означава, че налягането му на пара е достатъчно високо, за да можем да възприемаме неговите молекули с обонянието си. По този начин кристалите на ментол могат да се сублимират, ако се нагрят във вакуум. Ако изпаренията влязат в контакт със студена повърхност, те ще се установят в колекция от ярки, пречистени кристали.

Следователно сублимацията е техника, която позволява пречистване на летливи твърди частици; солидни примери, за които все още има примери за споменаване.

цинк

Цинкът има значително ниска точка на кипене (419,5ºC) в сравнение с други метали. Ако също се нагрява чрез прилагане на вакуум, кристалите ви ще се окажат сублимиращи.

арсен

Случаят с арсен е по-отличен от този на цинка: той дори не се нуждае от налягането, за да се понижи до сублимация при 615ºC; температура, при която се образуват прекомерно токсични арсенови пари. За да се стопи или разтопи, той трябва да се нагрява до високо налягане.

Органометални съединения

Въпреки че не може да се обобщи, че всички металоорганични съединения могат да сублимират, широк репертоар от тях, съставен от металоцени, M (C ₅ H ₅) ₂ и метални карбонили, с координирани M-CO връзки, не сублимират поради техните слаби междумолекулни взаимодействия.

Например металоцените, включително никелоцена (зелено) и ванадоцена (лилаво), сублимират и след това депозират кристалите си в атрактивни и ярки геометрии. По-малко поразително е същото и за металните карбонили.

фулерените

Балони С ₆₀ и С _{70 си} взаимодействат помежду си с помощта на лондонски дисперсионни сили, различаващи се само по молекулните си маси. Относителната "слабост" на такива взаимодействия дава на фулерени налягане на парата, способно да се изравни с атмосферното налягане при 1796 ºC; и в процеса те сублимират черните си кристали.

кофеин

Кофеинът, извлечен от чай или кафе в зърна, може да бъде пречистен, ако се нагрява до 160 ° C, защото вместо да се стопи, той сублимира веднага. Този метод се използва за пречистване на пробите от кофеин, въпреки че част от съдържанието му се губи, ако изпаренията излязат.

теобромин

Подобно на кофеина, теоброминът, но идващ от шоколадови бонбони или какаови зърна, се пречиства чрез сублимация при 290 ° C след екстрахиране. Процесът се улеснява чрез прилагане на вакуум.

захарин

Сахариновите кристали сублимират и се пречистват чрез вакуумно действие.

морфин

Синтезираният морфин, който ще се използва като аналгетик, се пречиства отново чрез сублимация при 110 ° С и прилагане на вакуум. И морфинът, и кофеинът се състоят от големи молекули, но със сравнително слаби междумолекулни сили спрямо техните маси.

камфор

Подобно на ментола, камфорът е ароматно твърдо вещество, което сублимира белите пари при правилно нагряване.

1,4-дихлоробензен

1,4-дихлоробензолът е много ароматно твърдо вещество с миризма, подобна на нафталин, която също се топи при 53 ° C. Поради това трябва правилно да се предполага, че той може да сублимира; дори до значителна степен, без дори да се затоплят и за месец.

бензоин

Подобно на камфората, бензоинът с миризма, наподобяващ камфора, се пречиства чрез сублимация.

Purina

Пуриновите и други азотни основи могат да се сублимират при температури над 150ºC и при прилагане на вакуум от бактериални клетки.

арсен

При температура от 615 ° C арсенът сублимира. Това представлява опасност предвид токсичността на елемента.

сяра

Този елемент сублимира между 25 и 50 ° C, причинявайки токсични и задушаващи газове.

алуминий

Този метал е сублимиран при температури над 1000 ° C за определени промишлени процеси.

металургия

Определени сплави се пречистват чрез методи на сублимация. По този начин съединенията, които съставят сплавта се отделят, получавайки пречистени продукти.

Сублимационен печат

Сублимацията се използва и за отпечатване на изображения върху полиестерни или полиетиленови предмети или повърхности. Изображение, направено с сублимирани твърди пигменти, се нагрява върху обекта, за да го отпечата за постоянно. Приложената топлина също помага на порите на материала да се отворят, така че цветните газове да преминават през тях.

Кометни пътеки

Кометите контрали са резултат от сублимиране на тяхното съдържание от лед и други замразени газове. Тъй като налягането в Космоса практически не съществува, когато тези скали обграждат звезда, топлината им загрява повърхността и ги кара да отделят ореол от газообразни частици, които отразяват излъчената върху тях светлина.

Художествен сублимация

Въпреки че напуска химическите или физическите области, думата „възвишено“ се отнася и за тази, която надхвърля общоприетата; невъобразима красота, нежност и дълбочина. От простото или обикновеното (плътно) художествено произведение или който и да е друг елемент може да се издигне (газ), за да се трансформира в нещо възвишено.

Мастила за печат

Принтерите за сухи сублимации използват процеса на сублимация за отпечатване на изображения с качество на снимките. Процесът започва, когато има специални филми, които съдържат твърди пигменти, които при нагряване се сублимират и по-късно се възстановяват.

Изображенията могат да бъдат отпечатани върху полиестерни ръкави, саксии или алуминиево или хромирано фолио.

Ароматизаторите

Твърдите освежители на въздуха също сублимират. Тези съединения обикновено са естери, включително тези, които висят в тоалетната. По този начин химикалите попадат директно във въздуха и правят миризмата свежа.

кадмий

Друг елемент, който сублимира при ниско налягане. Това е особено проблематично в ситуации, когато работите във висок вакуум.

графит

Този материал се сублимира чрез преминаване на висок електрически ток във висок вакуум. Тази процедура се използва при трансмионна електронна микроскопия, за да направи пробите проводими и да имат по-висока разделителна способност.

злато

Сублимацията на златото се използва за направата на евтини медали и бижута, „позлатени“. Използва се и за лечение на сканиращи електронни микроскопични проби.

антрацен

Това е бяло твърдо вещество, което се сублимира лесно. Този метод обикновено се използва за пречистване.

Салицилова киселина

Използва се като мехлем за облекчаване на треската, тъй като се сублимира лесно. Този метод се използва и за неговото пречистване.

Препратки

1. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
2. Хелменстин, Ан Мари, доктор на науките (13 януари 2019 г.). Определение за сублимация (фазов преход в химията). Възстановено от: thinkco.com
3. Шейла Мориси. (2019). Какво е сублимацията в химията? - Определение, процес и примери. Изследване. Възстановено от: study.com
4. Крис П. Шалер, доктор на науките (SF). Сублимация. Възстановени от: служители.csbsju.edu
5. Шон Уилсън. (6 октомври 2013 г.). Изолиране на кофеин от чаени листа чрез извличане на течно-киселинна основа. Възстановено от: edspace.american.edu
6. JE Тейлър и сътрудничество. Frinters. (1867). Фармацевтичното списание и транзакции, том 9. Възстановено от: books.google.co.ve
7. Университет на Торонто Скарбъроу. (SF). Сублимация. Възстановена от: utsc.utoronto.ca
8. Работна група на IARC за оценка на канцерогенен риск за хората. (1991). Кафе, чай, Мате, метилксантини и метилглиоксал. Лион (FR): Международна агенция за изследвания на рака. (Монографии на IARC за оценка на канцерогенните рискове за хората, № 51.) Теобромин. Възстановени от: ncbi.nlm.nih.gov
9. C. Pan et al. (1992). Определяне на сублимационните налягания на твърд разтвор на фулерен (C60 / C70). Възстановено от: pubs.acs.org
10. Откритият университет. (27 септември 2007 г.). Поемане на кофеина от чая. Възстановена от: open.edu
11. Джаки Влахос. (12 октомври 2018 г.). Какво е сублимационен печат? - Печат терминология 101. Възстановено от: printi.com