Sublimaatio on termi, jolloin asia käy läpi vaihesiirtymän suoraan kiinteästä aineeseen kaasumainen muototai höyryä, kulkematta yleisemmän nestefaasin läpi näiden kahden välillä. Se on erityinen höyrystymistapa. Sublimointi viittaa siirtymisen fysikaalisiin muutoksiin, ei tapauksiin, joissa kiinteät aineet muuttuvat kaasuiksi kemiallisen reaktion seurauksena. Koska fysikaalinen muutos kiinteästä aineesta kaasuksi vaatii energian lisäämistä aineeseen, se on esimerkki endotermisestä muutoksesta.
Kuinka sublimointi toimii?
Vaiheensiirtymät ovat riippuvaisia kyseisen materiaalin lämpötilasta ja paineesta. Normaaliolosuhteissa, kuten yleensä kuvailee kineettinen teorialämmön lisääminen saa kiinteän aineen atomit saamaan energiaa ja sitoutumaan vähemmän tiukasti toisiinsa. Fysikaalisesta rakenteesta riippuen tämä yleensä aiheuttaa kiinteän aineen sulamisen nestemäiseen muotoon.
Jos katsot vaihekaaviot, joka on kuvaaja, joka kuvaa aineen tilaa eri paineiden ja tilavuuksien suhteen. Tämän kaavion "kolminkertainen piste" edustaa minimipainetta, jonka aine voi ottaa nestefaasiin. Tämän paineen alapuolella, kun lämpötila laskee kiinteän faasin tason alapuolelle, se siirtyy suoraan kaasufaasiin.
Tämän seurauksena on, että jos kolmipiste on korkeassa paineessa, kuten kiinteän hiilidioksidin tapauksessa (tai kuivajää), sublimointi on tosiasiassa helpompaa kuin aineen sulaminen, koska niiden muodostamiseksi nesteiksi tarvittavat korkeat paineet ovat tyypillisesti haaste luoda.
Käyttö sublimointiin
Yksi tapa ajatella tätä on, että jos haluat sublimoitumisen, sinun on päästävä aine kolminkertaisen pisteen alapuolelle alentamalla painetta. Kemistien usein käyttämä menetelmä on aineen asettaminen tyhjiöön ja lämmön käyttäminen sublimointilaitteeksi kutsuttuun laitteeseen. Tyhjiö tarkoittaa, että paine on erittäin alhainen, joten jopa tavallisesti nestemuodossa oleva aine sublimoituu suoraan höyryksi lisäämällä lämpöä.
Tämä on menetelmä, jota kemikot käyttävät yhdisteiden puhdistamiseen, ja se kehitettiin alkemian edeltävinä kemian päivinä välineenä puhdistettujen alkuaineiden höyryjen tuottamiseksi. Nämä puhdistetut kaasut voivat sitten käydä läpi kondensoitumisprosessin, lopputuloksena on puhdistettu kiinteä aine, koska kummastakin sublimoitumislämpötila tai kondensoitumislämpötila olisivat epäpuhtauksien kohdalla erilaiset kuin halutut kiinteä.
Yksi huomio huomiosta edellä kuvattuani: kondensoituminen veisi kaasun itse asiassa nesteeksi, joka sitten jäätyisi takaisin kiinteään aineeseen. On myös mahdollista alentaa lämpötilaa pitäen samalla alhainen paine pitäen koko järjestelmä alle kolmoispisteen, ja tämä aiheuttaisi siirtymisen suoraan kaasusta kiinteään aineeseen. Tätä prosessia kutsutaan laskeuma.