20 Voorbeelden en kenmerken van chemische sublimatie

1214
Simon Doyle
20 Voorbeelden en kenmerken van chemische sublimatie

Sommige sublimatie voorbeelden Chemie is de processen die water, kooldioxide, jodium, arseen of zwavel ondergaan. Daarin wordt de directe faseverandering van een vaste stof naar een gas waargenomen zonder de voorafgaande overgang naar de vloeistoffase..

De klassieke voorbeelden van sublimatie worden bepaald door droogijs (onderste afbeelding), dat bestaat uit bevroren koolstofdioxide; en jodium, met zijn paarse kristallen. Om te weten of een verbinding kan sublimeren of niet, moet je naar het fasediagram gaan als functie van druk en temperatuur (P-V).

Een stuk droogijs reageert en neutraliseert een oplossing van natriumhydroxide gekleurd door fenolftaleïne. Bron: Alessandro e Damiano [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)]

In deze fasediagrammen wordt een punt waargenomen waar de drie lijnen die de vaste, vloeibare en gasfase scheiden, samenkomen (en tegelijkertijd naast elkaar bestaan): het tripelpunt. Onder dit punt zijn er twee zones in evenwicht: een voor de vaste stof en een voor het gas. Door het manipuleren van de druk wordt dus de directe overgang van vaste stof naar gas bereikt..

Dat is de reden waarom veel andere vaste verbindingen kunnen sublimeren als ze worden verwarmd door de druk te verlagen of vacuüm toe te passen..

Artikel index

  • 1 Voorbeelden van sublimatie
    • 1.1 Droogijs
    • 1.2 Jodium
    • 1.3 IJs en sneeuw
    • 1.4 Menthol
    • 1.5 Zink
    • 1.6 Arseen
    • 1.7 Organometaalverbindingen
    • 1.8 Fullerenen
    • 1.9 Cafeïne
    • 1.10 Theobromine
    • 1.11 sacharine
    • 1.12 Morfine
    • 1.13 Kamfer
    • 1,14 1,4-dichloorbenzeen
    • 1.15 Benzoë
    • 1.16 Purine
    • 1.17 Arseen
    • 1.18 Zwavel
    • 1.19 Aluminium
    • 1.20 Metallurgie
    • 1.21 Sublimatiedruk
    • 1.22 komeetsporen
    • 1.23 Kunstsublimatie
    • 1.24 Drukinkten
    • 1,25 Smaakstof
    • 1,26 Cadmium
    • 1.27 Grafiet
    • 1,28 Goud
    • 1.29 Antraceen
    • 1.30 Salicylzuur
  • 2 referenties

Voorbeelden van sublimatie

Droog ijs

Droogijs of COtwee solid is het meest representatieve voorbeeld van een sublimatie. Het wordt droog genoemd omdat het geen spoor van vocht achterlaat, het koud is en de witte rook afgeeft die zo vaak in toneelstukken is gebruikt.

Zodra het is vervaardigd (bij -78,5 ºC) begint het bij elke temperatuur te sublimeren; stel het gewoon bloot aan de zon om het onmiddellijk te sublimeren. Het is te zien in de volgende afbeelding:

Jodium

Zowel droogijs als jodium zijn moleculaire vaste stoffen. Jodium bestaat uit moleculen Itwee die partner om paarse kristallen te maken. Omdat hun intermoleculaire krachten zwak zijn, sublimeert een aanzienlijk deel van deze kristallen bij verhitting in plaats van te smelten. Dit verklaart waarom paarse dampen afkomstig zijn van jodium..

Ijs en sneeuw

Op de hoogten van besneeuwde toppen kan sneeuw sublimeren vanwege de lagere druk die door de kristallen wordt ervaren. Een dergelijke sublimatie is echter extreem traag in vergelijking met droogijs en jodium; de dampspanning van ijs en sneeuw is veel lager en sublimeert daardoor niet zo snel.

Als de windfactor wordt toegevoegd aan deze langzame sublimatie, die de moleculen van het oppervlak van ijs en sneeuw sleept en hun oppervlak erodeert, worden de bevroren massa's geablateerd; dat wil zeggen, ze worden verkleind tijdens het verspreiden of verspreiden van heuvels (morenen) sneeuw. In de volgende afbeelding kun je de sublimatie van het ijs zien:

Menthol

Hoewel jodium een ​​bepaalde karakteristieke geur heeft, kunnen we uit menthol een kwaliteit naar voren halen die wordt gedeeld door alle vaste stoffen die in staat zijn om te sublimeren onder specifieke omstandigheden van druk of temperatuur: het zijn geurige verbindingen..

Het feit dat een vaste stof geurig is, betekent dat de dampspanning hoog genoeg is zodat we de moleculen ervan kunnen waarnemen met ons reukvermogen. Mentholkristallen kunnen dus sublimeren als ze in een vacuüm worden verwarmd. Als de dampen in contact komen met een koud oppervlak, zullen ze bezinken in een reeks heldere, gezuiverde kristallen..

Daarom is sublimatie een techniek die de zuivering van vluchtige vaste stoffen mogelijk maakt; solide voorbeelden waarvan er nog steeds voorbeelden te noemen zijn.

Zink

Zink heeft een aanzienlijk laag kookpunt (419,5ºC) in vergelijking met andere metalen. Als het ook wordt verwarmd door vacuüm toe te passen, zullen je kristallen uiteindelijk sublimeren.

Arseen

Het geval van arseen is meer onderscheidend dan dat van zink: het heeft niet eens de druk nodig om te dalen om te sublimeren bij 615 ºC; temperatuur waarbij buitengewoon giftige arseendampen worden gevormd. Om te smelten of te smelten, moet het tot hoge drukken worden verwarmd.

Organometallische verbindingen

Hoewel het niet kan worden gegeneraliseerd dat alle organometaalverbindingen kunnen sublimeren, bestaat een breed repertoire uit metallocenen, M (C5H.5twee, en metallische carbonylen, met gecoördineerde M-CO-bindingen, sublimeren vanwege hun zwakke intermoleculaire interacties.

Metallocenen, waaronder nikkeloceen (groen) en vanadoceen (paars), sublimeren bijvoorbeeld en zetten hun kristallen vervolgens neer in aantrekkelijke en heldere geometrieën. Op een minder prominente manier gebeurt hetzelfde met metallische carbonylen..

Fullerenen

Ballen C60 en C70 ze interageren met elkaar door middel van Londense dispersiekrachten, die alleen verschillen door hun moleculaire massa. De relatieve "zwakte" van dergelijke interacties geeft fullerenen een dampspanning die gelijk is aan de atmosferische druk bij 1796 ºC; en daarbij sublimeren ze hun zwarte kristallen.

Cafeïne

De cafeïne die uit thee of koffiebonen wordt gewonnen, kan worden gezuiverd als het wordt verwarmd tot 160 ºC, omdat het in plaats van te smelten meteen sublimeert. Deze methode wordt gebruikt om cafeïnestalen te zuiveren, hoewel een deel van de inhoud verloren gaat als de dampen ontsnappen..

Theobromine

Net als cafeïne wordt theobromine, maar afkomstig van chocolaatjes of cacaobonen, gezuiverd door sublimatie bij 290 ° C zodra het is geëxtraheerd. Het proces wordt vergemakkelijkt als er vacuüm wordt aangelegd.

Sacharine

Saccharinekristallen sublimeren en worden gezuiverd door de werking van een vacuüm.

Morfine

De gesynthetiseerde morfine die als pijnstiller moet worden gebruikt, wordt opnieuw gezuiverd door sublimatie bij 110 ° C en het aanleggen van vacuüm. Zowel morfine als cafeïne bestaan ​​uit grote moleculen, maar met relatief zwakke intermoleculaire krachten ten opzichte van hun massa..

Kamfer

Net als menthol is kamfer een geurige vaste stof die witte dampen sublimeert als deze op de juiste manier wordt verwarmd..

1,4-dichloorbenzeen

1,4-dichloorbenzeen is een zeer geurige vaste stof, met een geur vergelijkbaar met naftaleen, die ook smelt bij 53ºC. Daarom moet men terecht veronderstellen dat het kan sublimeren; zelfs in aanzienlijke mate zonder zelfs maar op te warmen en gedurende een maand.

Benzoë

Net als kamfer wordt benzoë, met een kamferachtige geur, gezuiverd door sublimatie.

Purina

Purine en andere stikstofhoudende basen kunnen sublimeren bij temperaturen hoger dan 150 ºC en onder vacuüm van bacteriële cellen.

Arseen

Bij een temperatuur van 615 ° C sublimeert arseen. Dit vormt een gevaar gezien de toxiciteit van het element..

Zwavel

Dit element sublimeert tussen 25 en 50 ° C en veroorzaakt giftige en verstikkende gassen.

Aluminium

Dit metaal wordt voor bepaalde industriële processen gesublimeerd bij temperaturen boven 1000 ° C.

Metallurgie

Bepaalde legeringen worden gezuiverd door middel van sublimatiemethoden. Op deze manier worden de verbindingen waaruit de legering bestaat, gescheiden, waardoor gezuiverde producten worden verkregen.

Sublimatie afdrukken

Sublimatie wordt ook gebruikt om afbeeldingen af ​​te drukken op objecten of oppervlakken van polyester of polyethyleen. Een afbeelding gemaakt met sublimeerbare vaste pigmenten wordt verwarmd op het object om het permanent erop te drukken. De toegepaste warmte helpt ook om de poriën van het materiaal te openen, zodat de gekleurde gassen erdoorheen gaan..

Komeetsporen

Komeet-contrails zijn het resultaat van sublimatie van hun inhoud uit ijs en andere bevroren gassen. Omdat de druk in de kosmos praktisch onbestaande is, verwarmt hun warmte het oppervlak wanneer deze rotsen een ster omringen, waardoor ze een halo van gasvormige deeltjes afgeven die het licht dat erop wordt uitgestraald weerkaatsen..

Artistieke sublimatie

Hoewel het de chemische of fysieke rijken verlaat, is het woord 'subliem' ook van toepassing op dat wat verder gaat dan het conventionele; een onvoorstelbare schoonheid, tederheid en diepte. Van eenvoudig of duidelijk (solide), een artistiek werk of een ander element kan opstijgen (gas) om te transformeren in iets subliems.

Drukinkten

Droge sublimatieprinters gebruiken het sublimatieproces om afbeeldingen van fotokwaliteit af te drukken. Het proces begint wanneer er speciale films zijn die vaste pigmenten bevatten die bij verhitting sublimeren en later weer worden opgevangen.

Afbeeldingen kunnen worden afgedrukt op polyester voeringen, potten of aluminium of chroomfolie.

Smaakstoffen

Vaste luchtverfrissers sublimeren ook. Deze verbindingen zijn over het algemeen esters, ook die welke in het toilet hangen. Dit is de manier waarop chemicaliën rechtstreeks in de lucht worden gebracht en de geur fris maken.

Cadmium

Een ander element dat sublimeert bij lage druk. Dit is vooral problematisch in situaties met een hoog vacuüm..

Grafiet

Dit materiaal wordt gesublimeerd door een elektrische stroom met een hoge stroomsterkte in een hoog vacuüm te leiden. Deze procedure wordt gebruikt bij transmissie-elektronenmicroscopie om de monsters geleidend te maken en een hogere resolutie te hebben..

Goud

Gouden sublimatie wordt gebruikt om goedkope medailles en "vergulde" sieraden te maken. Het wordt ook gebruikt voor de behandeling van rasterelektronenmicroscopiemonsters.

Antraceen

Het is een witte vaste stof die gemakkelijk sublimeert. Deze methode wordt over het algemeen gebruikt voor zuivering.

Salicylzuur

Het wordt gebruikt als zalf om koorts te verlichten, omdat het gemakkelijk sublimeert. Deze methode wordt ook gebruikt voor de zuivering ervan.

Referenties

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie. (8e ed.). CENGAGE Leren.
  2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (13 januari 2019). Sublimatiedefinitie (faseovergang in de chemie). Hersteld van: thoughtco.com
  3. Sheila Morrissey. (2019). Wat is sublimatie in de chemie? - Definitie, proces en voorbeelden. Studie. Hersteld van: study.com
  4. Chris P. Schaller, Ph.D. (s.f.). Sublimatie. Hersteld van: workers.csbsju.edu
  5. Sean Wilson. (6 oktober 2013). Isolatie van cafeïne uit theebladeren via vloeistof-vloeistofextractie op zuurbasis. Hersteld van: edspace.american.edu
  6. J. E. Taylor en co. Frinters. (1867). Het farmaceutische tijdschrift en transacties, deel 9. Hersteld van: books.google.co.ve
  7. Universiteit van Toronto Scarborough. (s.f.). Sublimatie. Hersteld van: utsc.utoronto.ca
  8. IARC-werkgroep voor de evaluatie van carcinogene risico's voor mensen. (1991). Koffie, Thee, Mate, Methylxanthines en Methylglyoxal. Lyon (FR): Internationaal Agentschap voor kankeronderzoek. (IARC-monografieën over de evaluatie van carcinogene risico's voor mensen, nr. 51.) Theobromine. Hersteld van: ncbi.nlm.nih.gov
  9. C. Pan et al. (1992). Bepaling van de sublimatiedruk van een fullereen (C60 / C70) vaste oplossing. Hersteld van: pubs.acs.org
  10. De Open Universiteit. (27 september 2007). De cafeïne uit de thee halen. Hersteld van: open.edu
  11. Jackie Vlahos. (12 oktober 2018). Wat is sublimatiedruk?​Afdruktermen 101. Hersteld van: printi.com

Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.