Sublimasie

Die sublimasie van droë ys in die lug
Kristalle van ferroseen na suiwering deur vakuum-sublimasie

Sublimasie is die oorgang van 'n stof direk van 'n vastestof na 'n gas,[1] sonder om deur die vloeistof-fase te gaan.[2] Sublimasie is 'n endotermiese proses wat plaasvind teen temperature en druk benede 'n stof se drievoudige punt[Nota 1] in sy fasediagram, wat ooreenstem met die laagste druk waarop die stof as vloeistof kan bestaan.

Die omgekeerde van die sublimasieproses is afsetting of desublimasie, waarin 'n stof direk van 'n gas na 'n vastestof oorgaan.[3] Sublimasie is ook gebruik as 'n generiese term om 'n vaste-tot-gas-oorgang (sublimasie) te beskryf, gevolg deur 'n gas-na-soliede oorgang (afsetting).[4]

Terwyl verdamping van vloeistof na gas as verdamping van die oppervlak plaasvind as dit onder die kookpunt van die vloeistof voorkom, en as dit kook met die vorming van borrels in die binneste van die vloeistof as dit by die kookpunt voorkom, is daar geen sodanige onderskeid vir die vaste-tot-gas-oorgang wat altyd plaasvind as sublimasie vanaf die oppervlak.

Teen normale druk het die meeste chemiese verbindings en elemente drie verskillende toestande teen verskillende temperature. In hierdie gevalle benodig die oorgang van die vaste stof na die gas 'n intermediêre vloeibare toestand. Die druk waarna verwys word, is die parsiële druk van die stof, nie die totale druk van die hele stelsel nie. Dus, alle vaste stowwe wat 'n noemenswaardige dampdruk teen 'n sekere temperatuur besit, kan gewoonlik sublimasie in lug ondergaan. Vir sommige stowwe, soos koolstof en arseen, is sublimasie baie makliker as verdamping van die gesmelte materiaal, omdat die druk van hul drievoudige punt baie hoog is en dit moeilik is om die stof as vloeistowwe te verkry.

Die term sublimasie verwys na 'n fisiese verandering van die toestand en word nie gebruik om die transformasie van 'n vaste stof na 'n gas in 'n chemiese reaksie te beskryf nie. Die dissosiasie by verhitting van vaste ammoniumchloried in waterstofchloried en ammoniak is byvoorbeeld nie sublimasie nie, maar 'n chemiese reaksie. Net so is die verbranding van kerse (paraffienwas), wat koolstofdioksied en waterdamp vorm, nie sublimasie nie, maar 'n chemiese reaksie met suurstof.

Sublimasie word veroorsaak deur die absorpsie van hitte wat genoeg energie bied vir sommige molekules om die aantrekkingskragte van hul bure te oorkom en in die gasfase te ontsnap. Aangesien die proses addisionele energie benodig, is dit 'n endotermiese verandering. Die entalpie van sublimasie (ook genoem sublimasiewarmte) kan bereken word deur die entalpie van samesmelting by die entalpie van verdamping te voeg.

Toepassings

[wysig | wysig bron]

Vriesdroging van voedsel is moontlik omdat die sublimasie van water teen 0 °C en 'n gedeeltelike druk van 612 Pa (0,0006 atm) plaasvind.[5]

Sublimasie is 'n tegniek wat chemici gebruik om verbindings te suiwer. 'n Vaste stof word gewoonlik in 'n sublimasie-apparaat geplaas en onder vakuum verhit. Onder hierdie verminderde druk verdamp die vaste stof en kondenseer dit as 'n gesuiwerde verbinding op 'n afgekoelde oppervlak, en laat die nie-vlugtige onsuiwerhede agter.

Kleurstof-sublimasie of digitale sublimasie is 'n digitale druktegnologie wat volkleur-kunswerke gebruik wat met poliëster- en polimeerbedekte substrate werk. Die proses word gewoonlik gebruik vir die versiering van klere, bordjies en baniere, selfoonbedekkings, gedenkplate, koffiebekers en ander items met sublimasievriendelike oppervlaktes.

Sommige elektroniese stroombane word saamgestel deur sublimasie gevolg deur afsetting van verskillende komponentlae.

Aantekeninge

[wysig | wysig bron]
  1. ↑ Drievoudige punt: Die enkele kombinasie van druk en temperatuur waarteen vloeistof, vastestof en gas in 'n stabiele ewewig kan bestaan.

Verwysings

[wysig | wysig bron]
  1. ↑ "Definition of SUBLIMATE". Definition of Sublimate by Merriam-Webster (in Engels). 21 April 2021. Besoek op 15 Julie 2021.
  2. ↑ Whitten, Kenneth W.; Gailey, Kenneth D.; Davis, Raymond E. (1992). General chemistry (4th uitg.). Saunders College Publishing. p. 475. ISBN 0-03-072373-6.
  3. ↑ Boreyko, Jonathan B.; Hansen, Ryan R.; Murphy, Kevin R.; Nath, Saurabh; Retterer, Scott T.; Collier, C. Patrick (2016). "Controlling condensation and frost growth with chemical micropatterns". Scientific Reports (in Engels). 6: 19131. Bibcode:2016NatSR...619131B. doi:10.1038/srep19131. PMC 4726256. PMID 26796663.
  4. ↑ "Definition of sublime". www.dictionary.com (in Engels). 4 Desember 2020. Besoek op 15 Julie 2021.
  5. ↑ Fassnacht, S. R. (2004). "Estimating Alter-shielded gauge snowfall undercatch, snowpack sublimation, and blowing snow transport at six sites in the coterminous USA". Hydrol. Process (in Engels). 18 (18): 3481–3492. Bibcode:2004HyPr...18.3481F. doi:10.1002/hyp.5806.