Concetto di sublimazione inversa ed esempi

IL Sublimazione inversa È un processo termodinamico in cui uno stato esotermico si verifica da un gas a un solido senza prima diventare un liquido. È anche noto con i nomi di sublimazione regressiva, dislutazione o deposizione; Quest'ultimo è il più usato a scuola e testi enciclopedici.

Si dice che la sublimazione inversa sia un processo esotermico perché le particelle gassose (atomi o molecole) devono perdere energia rilasciando calore verso l'ambiente; In modo tale da raffreddare abbastanza da formare cristalli, solidificarsi o congelare su una superficie.

La sublimazione inversa è presenza ovunque dove c'è una superficie sufficientemente ghiacciata per depositare cristalli direttamente da una fase gassosa. Fonte: Pixabay.

La parola "deposizione" (non "deposito") significa che la particella viene depositata da una fase gassosa senza bagnare la superficie di ricezione. Ecco perché i fenomeni della sublimazione inversi si trovano spesso sugli oggetti congelanti; Come con il gelo depositato sopra le foglie o in inverno.

Questa deposizione è spesso rilevata da un sottile strato di cristalli; Anche se può anche essere polvere o argilla evidente. Controllo di questo processo, è possibile progettare nuovi materiali multicapas, in cui ogni strato è costituito da uno specifico solido depositato da processi chimici o fisici.

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Concetto di sublimazione inversa

La sublimazione inversa, come rivela il solo nome, è il fenomeno opposto alla sublimazione: non si basa su un solido che evapora, ma di un gas che si solidifica o si blocca.

Se si tratta di motivi molecolari, il fatto che un gas sia in grado di raffreddamento, al punto che non si condenserà nemmeno in primo luogo sembrerà incredibile; Cioè, per andare allo stato liquido.

La carta della superficie

Un gas, altamente disordinato e diffuso, riesce improvvisamente a riordinare le sue particelle e stabilirsi come un solido (qualunque sia il suo aspetto).

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Di per sé questo sarà cinetico e termodinamicamente difficile, perché ha bisogno di un supporto che riceve le particelle di gas e le concentra per interagire tra loro mentre perdono energia; cioè, mentre sono freddi. È qui che partecipa la superficie esposta al gas: servire da supporto e scambiatore di calore.

Le particelle di gas scambia il calore con la superficie più fredda o più fredda, quindi diventano più lenti e gradualmente si stanno formando i primi nuclei cristallini. Su questi nuclei, più freddi del gas circostante, le altre particelle iniziano a essere depositate, che sono incorporate nella loro struttura.

Il risultato finale di questo processo è che uno strato di cristalli o solidi finisce in superficie.

Condizioni

Affinché si verifichi la sublimazione inversa, ordinaria, ci deve essere una di queste due condizioni: la superficie in contatto con il gas deve avere una temperatura inferiore al suo punto di congelamento; Oppure il gas deve essere oltre a scatto, in modo che la superficie sia a malapena toccata quando il suo obiettivo di stabilità è disturbato.

D'altra parte, la deposizione può verificarsi anche mentre il gas caldo. Se la superficie è abbastanza fredda, l'alta temperatura del gas verrà trasferita improvvisamente e genererà che le sue particelle si adattano alla struttura superficiale.

In effetti, ci sono metodi in cui la superficie non deve nemmeno essere fredda, poiché partecipa direttamente in una reazione con le particelle gassose che terminano covalentemente (o metallo) su di essa.

Nel settore tecnologico viene utilizzata una metodologia che funziona da questo inizio e si chiama deposizione di vapore di combustione chimica.

Esempi di sublimazione inversa

Birra di matrimonio

Quando una birra è così fredda che quando il bicchiere viene preso dalla sua bottiglia, si dice che sia vestito da ragazza.

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La bottiglia di birra offre la superficie necessaria in modo che le molecole di vapore acqueo, h₂Oppure, schiantare e perdere energia rapidamente. Se il cristallo è nero, si noterà come dal nulla è brancanquece e può essere strappato con l'unghia per scrivere messaggi o fare disegni al riguardo.

A volte la deposizione dell'umidità dell'ambiente è tale che la birra sembra coperta di gelo bianco; Ma l'effetto dura poco, perché dopo i minuti condensa e inumidi la mano di chi tiene e bevande.

Gelo

Simile a ciò che accade sulle pareti di una birra, il gelo viene depositato sulle pareti interne di alcuni frigoriferi. Allo stesso modo, questi strati di cristalli di ghiaccio sono osservati in natura a livello del suolo; Non cade dal cielo a differenza della neve.

Il vapore acqueo eccessivo si scontra con la superficie delle foglie, degli alberi, dell'erba, ecc., e finisce per dare loro calore, al fine di raffreddare ed essere in grado di mettersi su di loro e manifestarsi nei loro modelli cristallini caratteristici e radiosi.

Deposizione fisica

Finora si è parlato di acqua; Ma che dire di altre sostanze o composti? Se ci sono particelle dorate dorate in una camera da letto, per esempio, e viene introdotto un oggetto freddo e resistente, verrà depositato uno strato d'oro. Allo stesso modo accadrebbe con altri metalli o composti, a condizione che non richiedano un aumento della pressione o di un vuoto.

Il recente descritto è un metodo chiamato deposizione fisica e viene utilizzato nel settore dei materiali per creare rivestimenti in metallo in pezzi specifici. Ora, il problema sta su come ottenere atomi di oro gassosi senza un elevato consumo di energia, poiché sono necessarie temperature molto elevate.

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È lì in cui entra il vuoto, per facilitare il passaggio del solido a gas (sublimazione), nonché l'uso di raggi di elettroni.

La fuliggine è di solito citata sulle pareti dei camini come esempio di deposizione fisica; Sebbene, le particelle di carbonio fine, già in stato solido e sospese nel fumo, sono semplicemente depositate senza sperimentare il cambiamento di stato. Questo porta all'utile delle pareti.

Deposizione chimica

Se c'è una reazione chimica tra gas e superficie, allora è una deposizione chimica. Questa tecnica è normale nella sintesi di semiconduttori, nel rivestimento di polimeri da parte di strati battericidi e fotocatalitici di zio₂, o Fornire materiale di protezione meccanica coprendoli con zro₂.

Grazie alla deposizione chimica, superfici di diamanti, tungsteno, telururos, nitrhroos, carburi, silicio, grafici, nanotubi di carbonio, ecc.

I composti che hanno l'atomo che vogliono essere depositati e che sono anche suscettibili al decomporsi termicamente, possono dare m alla struttura superficiale in modo che venga aderito permanentemente.

Ecco perché di solito arriva ai reagenti organometallici, che quando la decomposizione produce gli atomi di metallo senza la necessità di ottenerli direttamente; Cioè, non sarebbe necessario utilizzare l'oro metallico, ma un complesso d'oro per creare il dorato desiderato "placcato".

Nota come il concetto iniziale di sublimazione inversa o deposizione finisce per evolversi secondo le applicazioni tecnologiche.

Riferimenti

1. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Chimica. (8 ° ed.). Apprendimento del Cengage.
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4. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (13 gennaio 2019). Definizione di deposito in chimica. Recuperato da: Thoughtco.com
5. Malesky, Mallory. (6 dicembre 2019). La differenza tra deposizione e sublimazione. Scientifico.com. Recuperato da: scientifici.com
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