Ympärillämme on monia esineitä. Jotkut ovat jäykkiä, joita emme näe kunnolla paljain silmin, kun taas toiset ovat vetisiä. Kaikki nämä esineet tai materiaalit on luokiteltu eri tiloihin. On olemassa kolme päätilaa, kiinteä, nestemäinen ja kaasumainen. He voivat myös muuttaa tilaansa.
Yleensä konversiojärjestys on kiinteä muuttuminen nesteeksi ja sitten neste kaasumaiseen muotoon. Mutta sitten huomattiin, että ei aina ole totta, että valtio kääntyy tässä järjestyksessä. Esimerkiksi havaittiin, että jotkin materiaalit voivat muuttua kiinteistä aineista suoraan kaasumaiseen muotoon ja osa nesteestä kaasumaiseen muotoon. Näitä prosesseja kutsutaan vastaavasti sublimaatioksi ja höyrystykseksi.
Sublimaatio vs höyrystys
Ero sublimoinnin ja höyrystymisen välillä on, että konversioprosessin aikana sublimaatiossa kiinteä aine muuttuu suoraksi höyryksi. Nestemäistä tilaa ei ole mukana, kun taas höyrystymisen aikana nestemäinen aine muuttuu höyryksi. Tämä johtaa siihen, että ne eroavat toisistaan aineen alkuvaiheen suhteen, ja myös ne alkavat muuntua eri lämpötiloissa.
Sublimaatio on siirtymävaihe, jossa aine ei kulje nestemäisen tilan läpi, vaan muuttuu kaasumaiseen tilaan suoraan kiinteästä tilasta. Tämän menetelmän aikana molekyylit hajoavat ja vapautuvat ohueseen ilmaan. Tämä on endoterminen reaktio. Esimerkkinä voi olla kuivajää, joka muuttuu hiilidioksidiksi huoneenlämpötilassa ja paineessa.
Höyrystyminen on siirtymävaihe, jossa neste muuttuu kaasuksi tietyssä lämpötilassa ja paineessa. Tämä prosessi tapahtuu, kun lämpötila on suhteellisen korkea kuin normaalisti, jolloin molekyylit liikkuvat nopeasti ja rikkovat atomin molekyylien väliset sidokset. Vesi on erinomainen esimerkki tästä prosessista, kuinka vesi voidaan muuttaa lämpötilaa nostamalla höyryiksi.
Sublimoinnin ja höyrystymisen vertailutaulukko
| Vertailuparametrit | Sublimaatio | Höyrystys |
| Merkitys | Aineen muuttuminen kiinteästä kaasumaiseksi. | Aineen muuttuminen nesteestä kaasumaiseksi. |
| Alkuvaihe | Kiinteä | Nestemäinen |
| Puuttuva osavaltio | Nestemäinen | Kiinteä |
| Lämpötila vaaditaan | 175 °C | 100 °C |
| Esimerkki | Kuivajää ja naftaleeni | Vettä tai muuta nestettä. |
Mikä on sublimaatio?
Aineella on kolme tilaa, kiinteä, nestemäinen ja kaasumainen. Jää on kiinteässä tilassa, vesi on nestemäinen ja vesihöyry on kaasutila. Siksi on selvää, kuinka tietyllä aineella voi olla kaikki tilat tavalla tai toisella. On olemassa prosesseja, joita kutsutaan sublimaatioksi ja höyrystymiseksi. Molemmat liittyvät tilan muuntamiseen toiseen.
Prosessia, jossa kiinteä aine muuttuu suoraan kaasuksi, kutsutaan sublimaatioksi. Tämä prosessi tapahtuu vain aineen kolmoispisteen alapuolella. Siksi vain kiinteät aineet, joiden kolmoispisteessä on korkea paine, voivat käydä läpi tämän siirtymäprosessin.
Ei ole monia aineita, jotka käyvät läpi tämän prosessin. Vain harvat voivat käydä läpi tämän prosessin. Hyvin yleinen esimerkki on kuivajää; se on hiilidioksidin kiinteä muoto, joka huoneenlämmössä muuttuu nopeasti kaasumaiseksi. Toinen esimerkki voisi olla naftaleeni, joka myös sublimoituu huoneenlämpötilassa.
Se tapahtuu yleensä, kun tuulet ovat kuivia ja kosteus on suhteellisen alhainen.
Tämän prosessin vastakohta on laskeuma, jossa muuttuessaan kiinteäksi aineeksi, kuten kylmässä lämpötilassa, vesi muuttuu jääksi tai lumeksi.
Mikä on höyrystys?
Nesteen muuttumista kaasutilaan kutsutaan höyrystymisprosessiksi. Kineettisen energian lisääntymisen vuoksi molekyylien välinen voima pienenee. Lopulta ne vapautuvat ilmaan höyryjen muodossa.
Tämä on hyvin yleinen prosessi, jota tapahtuu joka päivä ja kaikkialla. Esimerkiksi järvivesi höyrystyy aurinkoisina päivinä korkeiden lämpötilojen vuoksi tai kun ihmiset keittävät vettä ruoanlaittoa tai muuta toimintaa varten. Toinen esimerkki voisi olla suola, jota valmistetaan höyrystysprosessin avulla.
Prosessiin vaikuttavat tekijät:
Höyrystymistä on kahta tyyppiä tai tapaa, eli haihdutus ja kiehuminen.
Haihdutus: tämä nesteen höyryksi muuttuva prosessi tapahtuu pinnan kiehumislämpötilan alapuolella. Tämän sovelluksia ovat painatus ja puristus, spektroskopia ja kromatografia, vaatteiden kuivaus jne.
Kiehuminen: se tapahtuu, kun ympäristön paine on yhtä suuri tai pienempi kuin tasapainopaine. Se tapahtuu kiehumispisteessä tai kiehumislämpötilassa. Käyttökohteita ovat ilmastointi ja jääkaapit juomaveden valmistamiseen, ruoanlaittoon jne.
Tärkeimmät erot sublimoinnin ja höyrystymisen välillä
Johtopäätös
Molemmat prosessit ovat erilaisia, mutta myös samanlaisia. Kuten molemmissa prosesseissa, lopullinen tila on kaasumainen tila, ja molemmissa konversio tapahtuu lämpötilassa. Molemmat ovat endotermisiä. Molekyylien väliset voimat hajoavat näissä prosesseissa molekyylin vapauttamiseksi. Vaikka on mahdollista, että kaasuksi muuttuva neste oli aikaisemmin kiinteässä tilassa, mutta sublimoinnin aikana nestemäistä tilaa ei tapahdu ollenkaan. Siksi ei ole mahdollista suoraan tai epäsuorasti, että sublimaatioprosessi voi sisältää kaikki kolme tilaa.
Viitteet
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022354915446581
- https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cphc.202000108
- https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jcim.6b00033
- https://www.osti.gov/biblio/4513757
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0967064501001382
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103503003191
