20 דוגמאות לסובלימציה כימית ומאפיינים - כִּימִיָה - 2025

כמה דוגמאות לסובלימציה כימית הם התהליכים שעוברים מים, פחמן דו חמצני, יוד, ארסן או גופרית. בהם נצפה השינוי הישיר מהמצב למוצק לגז ללא המעבר הקודם לשלב הנוזל.

הדוגמאות הקלאסיות לסובלימציה נקבעות על ידי קרח יבש (תמונה תחתונה), המורכב מפחמן דו חמצני קפוא; ויוד עם גבישיו הסגולים. כדי לדעת אם מתחם יכול להעפיל או לא, עליכם לעבור לתרשים הפאזה שלו כפונקציה של לחץ וטמפרטורה (PV).

חתיכת קרח יבש מגיבה ומנטרלת תמיסת נתרן הידרוקסיד צבעונית על ידי פניולפתלין. מקור: Alessandro e Damiano

בתרשימי פאזות אלה נצפתה נקודה בה משלבים שלושת הקווים המפרידים בין שלבי המוצק, הנוזל והגז (ומתקיימים יחד בעת ובעונה אחת): נקודת המשולש. מתחת לנקודה זו ישנם שני אזורים בשיווי משקל: אחד עבור המוצק ואחד עבור הגז. כך, על ידי מניפולציה של הלחץ, מתקבלת מעבר ישיר לגז מוצק.

זו הסיבה שתרכובות מוצקות רבות אחרות מסוגלות להמציא משנה אם מחוממות על ידי הורדת לחץ או הפעלת ואקום.

דוגמאות לסובלימציה

קרח יבש

קרח יבש או CO ₂ מוצק הם הדוגמה המייצגת ביותר לסובלימציה. זה נקרא יבש מכיוון שהוא לא משאיר שמץ של לחות, הוא קר והוא מפטיר את העשן הלבן ששימש כל כך הרבה בהצגות.

ברגע שהוא מיוצר (-78.5 מעלות צלזיוס) הוא מתחיל להעפיל בכל טמפרטורה; פשוט חשוף אותו לשמש לנשגב מייד. ניתן לראות בתמונה הבאה:

יוֹד

גם קרח יבש וגם יוד הם מוצקים מולקולריים. יוד מורכב ממולקולות I ₂ המשולבות ליצירת גבישים סגולים. מכיוון שהכוחות הבין-מולקולריים שלהם חלשים, חלק משמעותי מהגבישים הללו סובלימטי ולא נמס כשהם מחוממים. האמור לעיל מסביר מדוע אדים סגולים נובעים מיוד.

קרח ושלג

על גבהי פסגות מושלגות, שלג יכול להעפיל תחת הלחץ הנמוך שחווים הגבישים שלו. עם זאת, סובלימציה כזו היא איטית ביותר בהשוואה לקרח יבש ויוד; לחץ האדים של קרח ושלג נמוך בהרבה ולכן אינו מתמקד במהירות.

אם יתווסף גורם הרוח לסובלימציה האיטית הזו, שגוררת את המולקולות מעל פני הקרח והשלג, ושוחקת את פני השטח שלה, הרי שההמונים הקפואים בסופו של דבר נמוגים; כלומר, הם מצומצמים בגודלם תוך כדי התפשטות או הפצת גבעות שלג. התמונה הבאה מציגה את סובלימציית הקרח:

מֶנתוֹל

למרות שליוד יש ריח אופייני מסוים, ממנטול אנו יכולים להוציא איכות המשותפת לכל המוצקים המסוגלים לסובלימציה בתנאים ספציפיים של לחץ או טמפרטורה: הם תרכובות ריחניות.

העובדה שמוצק הוא ריחני פירושה שלחץ האדים שלו מספיק גבוה בכדי שנוכל לתפוס את המולקולות שלו עם חוש הריח שלנו. לפיכך, גבישים של מנטול יכולים להעפיל אם הם מחוממים בוואקום. אם האדים באים במגע עם משטח קר, הם יתיישבו באוסף של גבישים בהירים ומטהרים.

לכן סובלימציה היא טכניקה המאפשרת טיהור של מוצקים נדיפים; דוגמאות מוצקות שיש בהן עדיין דוגמאות להזכיר.

אָבָץ

לאבץ נקודת רתיחה נמוכה באופן משמעותי (419.5 מעלות צלזיוס) בהשוואה למתכות אחרות. אם הוא מחומם גם על ידי הפעלת ואקום, הגבישים שלכם בסופו של דבר סובלימציים.

אַרסָן

המקרה של ארסן מובחן יותר מזה של אבץ: הוא אפילו לא צריך את הלחץ כדי לרדת כדי להעפיל ב 615 מעלות צלזיוס; טמפרטורה בה נוצרים אדי ארסן רעילים במיוחד. כדי להמיס או להמיס, יש לחמם אותו ללחצים גבוהים.

תרכובות אורגנו-מתכתיות

למרות שלא ניתן להכליל כי כל התרכובות האורגנו-מתכתיות יכולות להעפיל, אבל הרפרטואר הרחב שלהן, המורכב מ מטאלוצנים, M (C ₅ H ₅ ) ₂ , ופחמימות מתכת, עם קשרי M-CO מתואמים, עושים סובלימציה בגלל האינטראקציות החלשות שלהם.

לדוגמה, מטאלוצנים, כולל ניקלוצן (ירוק) וונדאדן (סגול), סובלימטים ואז מפקידים את גבישיהם בגיאומטריות אטרקטיביות ובהירות. פחות בולט, הדבר נכון גם לגבי קרבונילים מתכתיים.

פולרנים

בלונים C ₆₀ ו- C ₇₀ מתקשרים זה עם זה באמצעות כוחות הפיזור של לונדון, ונבדלים זה מזה רק בהמוניהם המולקולריים. ה"חולשה "היחסית של אינטראקציות מסוג זה מעניקה לפלירנים לחץ אדי המסוגל להשוות את הלחץ האטמוספרי ב 1796 מעלות צלזיוס; ובתהליך, הם סובלימציים גבישים שחורים שלהם.

קָפֵאִין

ניתן לטהר את הקפאין המופק מתה או מפולי קפה אם הוא מחומם לחום של 160 מעלות צלזיוס, מכיוון שבמקום להמיס הוא סובלימציה בבת אחת. שיטה זו משמשת לטיהור דגימות קפאין, אם כי חלק מתוכנה אבד אם האדים בורחים.

תיאוברומין

כמו קפאין, תיאוברומין, אך המגיע משוקולדים או פולי קקאו, מטוהר על ידי סובלימציה ב 290 מעלות צלזיוס לאחר מיצוי. התהליך מקל על ידי הפעלת ואקום.

סוּכּרָזִית

גבישי הסכרין סובלימטים ומטהרים על ידי פעולת ואקום.

מוֹרפִין

המורפין המסונתז שישמש כמשכך כאבים מטוהר, שוב, על ידי סובלימציה ב 110 מעלות צלזיוס ומריחת ואקום. מורפיום וגם קפאין מורכבים ממולקולות גדולות, אך עם כוחות בין-מולקולריים חלשים יחסית להמונים שלהם.

קַמפוֹר

בדומה למנטול, קמפור הוא מוצק ריחני, המעלה את האדים הלבנים במידה ומחומם כראוי.

1,4-דיכלורובנזן

1,4-דיכלורובנזן הוא מוצק ריחני מאוד, עם ריח הדומה לנפטלין, שנמס גם הוא בגובה 53 מעלות צלזיוס. בגלל זה יש להניח, בצדק, שהוא יכול להעפיל; אפילו במידה ניכרת אפילו בלי להתחמם ולמשך חודש.

בנזואין

כמו קמפור, גם בנזואין, עם ריח דמוי קמפור, מטוהרים על ידי סובלימציה.

פורינה

בסיסים חנקניים אחרים של פורין יכולים להעפיל בטמפרטורות של מעל 150 מעלות צלזיוס ולמרוח ואקום מתאי חיידקים.

אַרסָן

בטמפרטורה של 615 מעלות צלזיוס, סובלימציה של ארסן. זה מייצג סכנה לאור הרעילות של היסוד.

גוֹפרִית

אלמנט זה סובלימציה בין 25 ל 50 מעלות צלזיוס וגורם גזים רעילים ומחניקים.

אֲלוּמִינְיוּם

מתכת זו סובלימציה בטמפרטורות מעל 1000 מעלות צלזיוס לתהליכים תעשייתיים מסוימים.

מֵטַלוּרגִיָה

סגסוגות מסוימות מטוהרות בשיטות סובלימציה. בדרך זו מופרדים התרכובות המרכיבות את הסגסוגת, ומקבלים מוצרים מטוהרים.

הדפסת סובלימציה

סובלימציה משמשת גם להדפסת תמונות על חפצים או משטחים מפוליאתילן או פוליאתילן. תמונה המיוצרת עם פיגמנטים מוצקים סובלימציה מחוממת על האובייקט כדי להטביע עליה באופן קבוע. החום המיושם גם מסייע לנקבוביות החומר להיפתח כך שהגזים הצבעוניים יעברו דרכם.

שבילי שביט

נפילות שביט הן תוצאה של סובלימציה של תוכנן מקרח ומגזים קפואים אחרים. מכיוון שהלחץ בקוסמוס כמעט ולא קיים, כאשר הסלעים הללו מקיפים כוכב, החום שלהם מחמם את פני השטח שלו וגורם להם לשחרר הילה של חלקיקים גזים המשקפים את האור הקורן עליהם.

סובלימציה אומנותית

למרות שהיא משאירה את התחומים הכימיים או הפיזיים, המילה 'נשגב' חלה גם על החורג מהקונבנציונאלי; יופי בלתי נתפס, רוך ועומק. מהפשוט או הפשוט (המוצק), יצירה אמנותית או כל אלמנט אחר יכולים לעלות (גז) כדי להפוך למשהו נשגב.

הדפסת דיו

מדפסות סובלימציה יבשות משתמשות בתהליך הסובלימציה להדפסת תמונות באיכות הצילום. התהליך מתחיל כשיש סרטים מיוחדים המכילים פיגמנטים מוצקים שכאשר הם מחוממים, סובלימטים ונלכדים מחדש אחר כך.

ניתן להדפיס תמונות על שרוולי פוליאסטר, סירים או על נייר אלומיניום או כרום.

חומרי טעם וריח

מטהרי אוויר מוצקים סובלים גם כן. תרכובות אלה הן בדרך כלל אסטרים, כולל אלה שתלויים בשירותים. זו הדרך בה כימיקלים נכנסים ישירות לאוויר והופכים את הריח לרענן.

קדמיום

אלמנט נוסף העומד תחת לחץ נמוך. זה בעייתי במיוחד במצבים שבהם אתה עובד בוואקום גבוה.

גרָפִיט

חומר זה מוגדר תחת סובלימציה על ידי העברת זרם חשמלי בקוטר חשמל בוואקום גבוה. נוהל זה משמש במיקרוסקופיית אלקטרונים להולכה כדי להפוך את הדגימות למוליכות ולרזולוציה גבוהה יותר.

זהב

סובלימציה בזהב משמשת לייצור מדליות זולות ותכשיטים "מצופים זהב". הוא משמש גם לטיפול בדגימות מיקרוסקופיית אלקטרונים.

אנתרסן

זהו מוצק לבן העומד תחת סובלימציה בקלות. בדרך כלל משתמשים בשיטה זו לטיהור.

חומצה סליצילית

הוא משמש כמשחה להקלה על חום כיוון שהוא סובלימציה קלה. שיטה זו משמשת גם לטיהור שלה.

הפניות

1. וויטן, דייויס, פק וסטנלי. (2008). כִּימִיָה (מהדורה 8). לימוד CENGAGE.
2. הלמנסטין, אן מארי, דוקטורט. (13 בינואר, 2019). הגדרת סובלימציה (מעבר שלב בכימיה). התאושש מ: thoughtco.com
3. שילה מוריסי. (2019). מהי סובלימציה בכימיה? - הגדרה, תהליך ודוגמאות. לימוד. התאושש מ: study.com
4. כריס פ 'שלר, דוקטור. (sf). הַאֲצָלָה. התאושש מ: עובדים.csbsju.edu
5. שון וילסון. (6 באוקטובר 2013). בידוד קפאין מעלי התה באמצעות מיצוי נוזלי-בסיס חומצה. התאושש מ: edspace.american.edu
6. ג'יי טיילור ושותף. פרינטרים. (1867). יומן התרופות והעסקאות, כרך 9. התאושש מ: books.google.co.ve
7. אוניברסיטת טורונטו סקרבורו. (sf). הַאֲצָלָה. התאושש מ: utsc.utoronto.ca
8. קבוצת העבודה של IARC להערכת הסיכון המסרטן לאנשים. (1991). קפה, תה, מטה, מתילקסנטינים ומתילגליקוקסל. ליון (FR): הסוכנות הבינלאומית לחקר סרטן. (מונוגרפיות של IARC להערכת סיכונים מסרטנים לבני אדם, מספר 51.) תיאוברומין. התאושש מ: ncbi.nlm.nih.gov
9. ג. פאן ואח '. (1992). קביעת לחצי סובלימציה של תמיסה מוצקה fullerene (C60 / C70). התאושש מ: pubs.acs.org
10. האוניברסיטה הפתוחה. (27 בספטמבר 2007). מוציא את הקפאין מתה. התאושש מ: open.edu
11. ג'קי וולאוס. (12 באוקטובר 2018). מהי הדפסת סובלימציה? - הדפסת מונחים 101. התאושש מ: printi.com