Что такое десублимация химии

Десублимация

Из Википедии — свободной энциклопедии

Десублима́ция (Депози́ция) — физический процесс перехода вещества из газообразного состояния в твёрдое, минуя жидкое. При десублимации высвобождается энергия. Десублимация является экзотермическим фазовым переходом. Обратным процессом является возгонка (сублимация). Десублимация осуществляется на твёрдые поверхности или происходит в объёме газовой фазы с выделением твердого вещества в виде частиц аэрозоля.

При десублимации (процесс самоорганизации) возникают ван-дер-ваальсовы связи между отдельными молекулами вещества с выделением энергии, которую отводят от десублимата непосредственным контактом его с охлаждаемой твёрдой поверхностью, взаимодействуя с вводимым дополнительно хладагентом, испарением жидкости, добавляемой в газовую смесь, её расширением.

Примером десублимации является появление ледяных узоров на оконных стёклах в зимнее время и такие атмосферные явления, как иней и изморозь.

Десублимационные процессы используются во всех отраслях народного хозяйства: химической, пищевой, металлургической, электронной и других. Эти процессы применяют для выделения веществ из парогазовых смесей на охлаждаемых поверхностях и в объеме, для получения новых твердых продуктов в результате химической реакции между исходными газообразными реагентами, для очистки веществ, для образования твердых покрытий, сублимационной сушки термочувствительных материалов.

Источник

Десублимация

Десублимация (Депозиция) — физический процесс перехода вещества из газообразного состояния в твёрдое, минуя жидкое. Примером десублимации является появление ледяных узоров на оконных стёклах в зимнее время и такие атмосферные явления, как иней и изморозь.

При десублимации высвобождается энергия. Десублимация является экзотермическим фазовым переходом.

Обратным процессом является возгонка (сублимация).

См. также

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Десублимация» в других словарях:

десублимация — десублимация … Орфографический словарь-справочник

ДЕСУБЛИМАЦИЯ — [ Словарь иностранных слов русского языка

ДЕСУБЛИМАЦИЯ — (от лат. de. приставка, означающая отсутствие, отмену, устранение чего либо, и фр. sublimation сублимация) англ. dissubltmation; нем. Desublimation. 1, Во фрейдизме обратное перенерение сублимированной инстинктивной энергии на первоначальные… … Энциклопедия социологии

десублимация — Фазовый переход вещества из газообразного состояния в кристаллическое. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 103. Термодинамика. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.] Тематики термодинамика EN desublimation DE… … Справочник технического переводчика

Десублимация — (от лат. de снижение, отмена, удаление + sublimare возносить; англ. desublima tion) процесс, обратный сублимации … Энциклопедия права

десублимация — desublimacija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. desublimation; solidensing vok. Desublimation, f; Solidensieren, n rus. десублимация, f pranc. désublimation, f … Fizikos terminų žodynas

десублимация — ж. 1. Процесс перехода вещества из газообразного состояния в твёрдое, минуя жидкое. Ant: сублимация I 2. Результат такого действия. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

десублимация — десублим ация, и … Русский орфографический словарь

Десублимация — (от лат. de снижение, отмена, удаление + sublimare возносить; англ. desublima tion) процесс, обратный сублимации … Большой юридический словарь

десублимация — (1 ж), Р., Д., Пр. десублима/ции … Орфографический словарь русского языка

Источник

Лекция «Сублимация и десублимация. Плавление и кристализация»

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

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.

ТВ. ТЕЛО ПАР

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

ПАР ТВ.ТЕЛО

Источник

Сублимация и десублимация

Вы будете перенаправлены на Автор24

Перед тем как рассмотреть процессы сублимации и десублимации вещества стоит обратить ваше внимание на то, что эти взаимно обратные процессы являются фазовыми переходами. Соответственно, их можно рассматривать, применяя физические и математические методы, используемые для описания всех фазовых переходов. В этой связи, напомним вам, что такое фазовый переход и чем фазовые переходы отличаются.

Фазовые переходы

Фазой называют состояние вещества, находящегося в термодинамическом равновесии с другими равновесными состояниями этого же вещества, но обладающее иными физическими свойствами.

Допустим, что в закрытом сосуде находится вода. Над водой присутствует воздух в смеси с водяными парами. Значит, мы имеем в сосуде двухфазную систему. Опустим в этот сосуд кусок льда, получим систему из трех фаз.

Во многих случаях словом «фаза» обозначают агрегатное состояние вещества, но следует иметь в виду, что понятие «фаза» шире. В рамках одного агрегатного состояния вещество может существовать в нескольких фазах, которые различны по свойствам, строению и т.д. Так для льда можно различать пять разных фаз.

Фазовым переходом называют переход вещества из одной фазы в другую.

Фазовый переход всегда сопровождается изменением свойств вещества. Изменение агрегатного состояния вещества – фазовый переход. Изменение состава вещества относят к фазовым переходам, примером такого перехода может служить модификация его кристаллического строения.

Виды фазовых переходов

Выделяют два рода фазовых переходов:

Фазовым переходом первого рода является переход, который происходит при выделении или поглощении теплоты (теплоты фазового перехода). Фазовый переход первого рода протекает при следующих условиях:

Готовые работы на аналогичную тему

Процесс плавления твердого тела относят к фазовым переходам первого рода. В этом процессе телу передают теплоту, которая расходуется на разрушение кристаллической решетки, при этом температура тела неизменна. В таком переходе упорядоченная кристаллическая решетка изменяется, вещество превращается в жидкость, степень беспорядка возрастает, что в свою очередь приводит к увеличению энтропии.

Фазовые переходы второго рода происходят без поглощения или выделения теплоты. В этих переходах:

В соответствии с гипотезой Ландау фазовые переходы второго рода объясняются тем, что изменяется симметрия системы. К фазовому переходу второго рода можно отнести превращение ферромагнетиков в парамагнетики при некоторых давлениях и температурах, переход металлов при температуре около 0К в сверхпроводники.

Сублимация и десублимация – фазовые переходы первого рода

Нагревая твердые тела, мы можем наблюдать процесс их плавления и далее, испарения жидкости. При уменьшении температуры идет обратный процесс. Однако иногда с ростом температуры кристаллического вещества, оно не плавится, а сразу испаряется. Важным параметром в таком случае является не только температура, но и величина давления над поверхностью твердого тела.

В твердом теле присутствуют молекулы, имеющие энергию достаточную для преодоления притяжения, действующего со стороны других молекул. Эти «энергичные» молекулы могут оторваться от поверхности твердого тела и оказаться в окружающем пространстве.

Процесс перехода твердого состояния вещества в газообразную фазу, без перехода его в жидкость, называют сублимацией или возгонкой.

Возгонка происходит при определенной температуре и давлении и сопровождается поглощением теплоты. Сублимация является фазовым переходом первого рода.

Процесс сублимации сопровождается увеличением внутренней энергии системы. При кристаллической упаковке частицы совершают колебания около положений равновесия. Расстояния между ними отвечают минимуму энергии взаимодействия при заданной температуре тела. В процессе сублимации пространственная решетка подвергается разрушению, расстояния между частицами увеличиваются, это приводит к увеличению энергии взаимодействия между ними. При сублимации твердого вещества необходимо подвести к нему некоторое количество энергии, которое называют теплотой сублимации (теплотой фазового перехода).

В ходе сублимации изменяется энергия каждой молекулы, следовательно, чем больше молекул имеется в теле, тем большие затраты энергии происходят при фазовом переходе.

Принимая во внимание, что:

Расстояния между частицами при сублимации становятся большими приблизительно в десять раз, чем в твердом состоянии. Тогда как при плавлении вещества расстояния между молекулами изменяются не очень существенно, относительно расстояний в кристаллическом теле. Следовательно, удельная теплота плавления значительно меньше удельной теплоты возгонки.

При увеличении давления температура сублимации увеличивается.

Десублимация – процесс обратный возгонке. При десублимации кристаллизация происходит из газообразного состояния без перехода вещества в жидкую фазу. При десублимации теплота выделяется.

Диаграмма перехода кристалл – газ

Зависимость давления насыщенного пара ($p$) над кристаллическим веществом в процессе сублимации можно записать при помощи выражения:

Рисунок 1. График. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

При увеличении температуры кристалл становится газом. Увеличение давления приводит к тому, что газ десублимирует и переходит в твердую фазу. Диаграмма фазового перехода кристалл – газ является аналогичной диаграмме перехода жидкость – газ. Точки, находящиеся ниже и правее кривой (что соответствует меньшему давлению и более высокой температуре), говорят о том, что вещество находится в состоянии газа. Из диаграммы (рис.1) следует, что состояния, описываемые параметрами, находящимися выше и левее кривой (высокое давление и низкая температура) относятся к кристаллическому состоянию.

Источник

7.6. Возгонка (сублимация) и десублимация

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Источник