Химия сублимация: ХиМиК.ru — СУБЛИМАЦИЯ — Химическая энциклопедия

Содержание

Возгонка (сублимация)

Некоторые твердые вещества при нагревании способны активно испаряться до достижения температур их плавления. Обратный переход паров в твердое состояние происходит сразу, минуя жидкую фазу. Такой процесс называется возгонкой или сублимацией и применяется для очистки веществ.

Возгонка, даже однократная, как правило, приводит к получению вполне чистого продукта и нередко заменяет несколько перекристаллизации. Она может быть использована как для окончательной очистки продукта, так и для предварительного отделения летучего соединения от нелетучих примесей. От перекристаллизации возгонка выгодно отличается также более высоким выходом чистого продукта (98—99%).

С другой стороны, возгонка — весьма длительный процесс, поэтому его обычно используют для очистки небольших количеств веществ. Область применения этого метода ограничена также тем, что способность многих твердых соединении сублимироваться столь ничтожна, что не может быть использована для препаративных целей.

Поскольку скорость испарения пропорциональна общей площади поверхности испарения, подвергаемое возгонке вещество необходимо как можно тоньше измельчать. Не следует также допускать плавления вещества при возгонке, поскольку это ведет к падению скорости процесса вследствие резкого уменьшения поверхности вещества.

Применение разрежения, так же как и при перегонке, снижает температуру, при которой вещества начинают возгоняться, поэтому под вакуумом удается сублимировать многие трудполетучие соединения.

При выборе приборов для возгонки следует отдавать предпочтение конструкциям, в которых расстояние между возгоняемым веществом и поверхностью конденсации минимально. С уменьшением этого расстояния возрастает скорость возгонки.

Рис. 81. Приборы (а, б) для возгонки с конденсацией паров на охадаемых поверхностях.

Рис. 82. Простейший прибор для возгонки: 1 — фарфоровая чашка с веществом; 2 — стеклянная воронка; 3— кружок фильтровальной бумаги с отверстиям; 4 — песчаная баня; 5 — вата.

Для сублимации небольших количеств легко возгоняющихся веществ может быть использован про- стсйшпй прибор, состоящий кз фарфоровой чашки, часового стекла и обычной химической воронки (рис. 80). Возгоняемое вещество нагревают на песчаной бане; возгон собирается на холодных стенках воронки, откуда его следует периодически счищать. Чтобы кристаллы возгона не падали обратно в чашку, вещество накрывают кружком фильтровальной бумаги или асбеста, проколов в нем несколько отверстий.

Рис. 82. Прибор для возгонки небольших количеств веществ в вакууме.

Во многих случаях предпочтительнее проводить конденсацию на охлаждаемую поверхность. Из всех предложенных для этой цели приборов наиболее простыми и в то же время обеспечивающими минимальное расстояние до поверхности конденсации являются приспособления, изображенные на рис. 81.

Обычно применяемый прибор для возгонки небольших количеств веществ в вакууме приведен на рис. 82. К его недостаткам относится необходимость периодического отключения вакуума и разборки прибора для соскабливания возгона.

В вакуум-сублиматоре, изображенном на рис. 83, возгон собирается в горизонтально расположенном холодильнике с достаточно широкой внутренней трубкой. Во избежание преждевременной конденсации продукта колбу с возгоняемым веществом по самое горло погружают в нагретую до нужной температуры жидкостную баню. Небольшой ток воздуха или инертного газа, подаваемый в’ колбу через капилляр, способствует эффективному отводу паров от поверхности испарения, что резко повышает производительность прибора.

Для предотвращения уноса мельчайших частиц вещества с током газа в отводное горло колбы целесообразно впаять пористую стеклянную перегородку, однако при небольшом расходе газа эта мера не обязательна.

В зависимости от свойств очищаемого вещества и его количества можно изменять конструкцию отдельных частей прибора, не меняя принципа его действия. Так, различными могут быть форма колбы и способ ее обогрева. В качестве конденсатора для сублимации больших количеств вещества очень удобна охлаждаемая снаружи двухгорлая колба.

К оглавлению

Что такое возгонка в химии, сублимация воды

Возгонка (сублимация), от лат. sublimo – возношу – переход вещества из твердого в газообразное состояние, минуя стадию жидкости (фазовый переход первого рода). Точно так же пары вещества могут конденсироваться, минуя жидкое состояние, образуя непосредственно кристаллы.

Возгонка – способ очистки веществ в тех случаях, когда примеси обладают иной летучестью, чем само вещество, и заменяют длительную и трудоёмкую кристаллизацию. Очищенное таким образом вещество свободно от примесей, поэтому возгонку часто используют в качестве конечной операции при получении образцов для анализа. Этот метод удобен для очистки веществ, образующих сольваты и гидраты.

Рис. 27. Фазовая диаграмма воды: а – кривая давления возгонки; б – кривая давления плавления; с – кривая давления пара; Т – тройная точка

Причина того, что твёрдое тело непосредственно возгоняется, не подвергаясь предварительно плавлению, становится понятной при рассмотрении рис. 27. Кривая давления возгонки отражает зависимость давления насыщен-ного пара от температуры над кристаллами. Все три кривые – давления возгонки, давления плавления и давления пара – сходятся в тройной точке, единственной (согласно правилу фаз), в которой могут существовать три фазы: твёрдая, жидкая и газообразная. Соответствующее этой точке давление самое низкое, при котором только может существовать жидкая фаза данного вещества. Если давление пара данного вещества (общее или парциальное) при данной температуре окажется ниже давления, соответствующего тройной точке, то пар не будет конденсироваться, а прямо превратится в кристаллы; кристаллы, в свою очередь, в этих условиях тоже непосредственно превратятся в пар. Для получения вещества в кристаллическом состоянии нужно охладить его пар ниже температуры тройной точки, а чтобы при этом не образовалась жидкость, процесс следует проводить под давлением меньшим, чем то, которое соответствует тройной точке. Этого можно достичь, уменьшив общее давление или разбавив пар данного вещества инертным газом (уменьшив тем самым парциальное давление пара).

Температура, при которой давление пара над твердым веществом равно внешнему давлению, называется температурой возгонки.

Возгонку необходимо проводить при температуре более низкой, чем точка возгонки, то есть при температуре, когда упругость пара твердого вещества равна внешнему давлению, чтобы предотвратить загрязнение за счет растрескивания кристаллов. Кроме того, повышение температуры возгонки способствует образованию мелких и, следовательно, менее чистых кристаллов.

Сублимация проводится как при обычном давлении, так и при уменьшенном (вакуум-сублимация), а также в токе инертного газа.

Возгонка применяется только для тех твердых веществ, которые имеют относительно большую упругость пара при температуре ниже температуры плавления.

Сублимация обычно используется для очистки от твердых малолетучих примесей или в тех случаях, когда очистка перекристаллизацией затруднительна ввиду большого количества смолистых или трудно отделимых примесей.

В органической химии возгонку используют для очистки йода, безводного хлористого алюминия, бензойной кислоты, п-бензохинона и других веществ. Недостатком возгонки является ограниченность ее применения и большая длительность процесса.

Скорость возгонки прямо пропорциональна давлению пара и поверхности твердого вещества и обратно пропорциональна внешнему давлению в приборе. Её увеличивают поддержанием оптимальной температуры, уменьшением расстояний между местом нагревания и конденсации вещества, пропусканием слабого тока инертного газа или же созданием вакуума.

Возгонка происходит только с поверхности, поэтому вещество надо очень тонко измельчать.

Для возгонки небольшого количества вещества применяют приборы, изображенные на рис. 28.

В лабораторных условиях используют два часовых стекла одинакового размера (рис. 28, а).

Наиболее простой прибор (рис. 28, б) представляет собой фарфоровую чашку, в которую помещают очищаемое вещество, чашку накрывают кружком фильтровальной бумаги с мелкими отверстиями, чтобы возгон не падал обратно на очищаемое вещество. Сверху бумага покрывается перевернутой стеклянной воронкой несколько меньшего диаметра, отводная трубка которой закрыта ватным тампоном. На внешнюю поверхность стеклянной воронки помещают полоску влажной ткани. При осторожном нагревании фарфоровой чашки пары вещества через отверстия в бумаге попадают в холодное пространство и кристаллизуются на стенке воронки.

а б в г д

Рис. 28. Аппаратура для возгонки:

а – два часовых стекла одинакового размера; б – фарфоровая чашка с воронкой; в – на пальцеобразном холодильнике; г – на охлаждаемой перегонной колбе; д – с вертикальным конденсатором: 1 – пробирка; 2 – круглодонный стакан; 3 – конденсационная трубка; 4 – капилляр; 5 – бумажный фильтр

Для возгонки при атмосферном давлении применяют простейшее устройство (рис. 28, г) – низкий стакан без носика с тонким слоем, предназначенного для сублимации вещества на дне. Стакан закрывают круглодонной колбой, через которую протекает вода. При высоких температурах возгонки вода в колбе может быть и не проточной. В процессе возгонки нагревать вещество нужно очень медленно, обычно для этой цели применяют бани различного типа.

Уже небольшое перегревание может способствовать быстрому термическому разложению сублимирующего вещества. Этой опасности можно избежать, проводя возгонку в вакууме. К ней прибегают также и в тех случаях, когда возгоняемые вещества мало летучи. Для создания вакуума используют водоструйные, масляные, а в специальных случаях – диффузионные насосы.

Приборы для возгонки в вакууме изображены на рис. 29. При открывании прибора (рис. 29, а) необходимо избегать встряхивания (прогреть шлиф!), чтобы не вызвать опадения сублимата с охлаждающей поверхности, которая должна быть по возможности незначительно (5-10 мм) удалена от нагреваемого пространства, где происходит возгонка. Вещество сублимируется только с поверхности, поэтому препарат нужно очень тонко измельчить.

Прибор, позволяющий с большой производительностью проводить сублимацию вещества в токе сухого воздуха или инертного газа, изображен на рис. 30.

а б

Рис. 29. Приспособления для вакуум-возгонки:

а –- под вакуумом с водяным охлаждением: 1 – стакан со шлифом; 2 – колпак с пальчиковым холодильником; 3,4 – трубки для ввода и вывода воды; 4,5 – патрубки для присоединения к вакуум-насосу; 6 – возгоняемое вещество; б – с горизонтальной конденсационной трубкой: 1 – колба с веществом; 2 – конденсационная трубка; 3 – головка с краном

Рис. 30. Прибор для возгонки в токе воздуха или инертного газа

Контрольные вопросы

1. Что называется возгонкой (сублимацией)?

2. Виды возгонки.

3. Приборы для проведения процесса возгон-ки.

4. Практическое значение возгонки.

5. Какова связь между давлением пара над твёрдым веществом или жидкостью и температурой? Покажите эту связь на примере воды (фазовая диаграмма воды).

Дата публикования: 2015-11-01; Прочитано: 1311 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.002 с)…

Сухая возгонка

Cтраница 1

Сухая возгонка происходит, когда пары возгоияемого тела уплотняются в твердое тело, жесткое или хрупкое. Пример дают сера, кино-парь и другие, из паров собирающиеся в твердые тела. [1]

Когда происходит сухая возгонка, и ее применение. [2]

Скипидар представляет собой жидкость, получаемую при сухой возгонке дерева. Попадая на кожу, он обезжиривает ее и оказывает раздражающее действие, которое различно в зависимости от степени очистки, сырья и способа получения скипидара. [3]

Другое санитарно-гигиеническое требование — ограничение температуры поверхности приборов — вызвано явлением разложения и сухой возгонки органической пыли на нагретой поверхности, сопровождающимся выделением вредных веществ, в частности окиси углерода.

Возгонка (сублимация)

Разложение пыли начинается при температуре 65 — 70 С и интенсивно протекает на поверхности, имеющей температуру более 80 С. [4]

Другое санитарно-гигиеническое требование — ограничение температуры нагревательной поверхности приборов — вызвано явлением разложения и сухой возгонки органической пыли, сопровождающимся выделением вредных веществ, в частности окиси углерода. Разложение пыли начинается при температуре 65 — 70 С и интенсивно протекает на поверхности, имеющей температуру более 80 С. [5]

Другое санитарно-гигиеническое требование — ограничение температуры нагревательной поверхности приборов — вызвано явлением разложения и сухой возгонки органической пыли, сопровождающимся выделением вредных веществ, в частности окиси углерода. Разложение пыли начинается при температуре 65 — 70СС и интенсивно протекает на поверхности, имеющей температуру более 80 С. [6]

Мишенью чаще всего служит двуокись Те02 с обогащенным изотопом теллура, из которой после облучения радиоактивный йод выделяют методом сухой возгонки. [7]

Устройство комбинированных систем отопления оправдывалось санитарно-гигиеническими соображениями: при обогреве отопительных приборов непосредственно паром с температурой 100 и выше происходит интенсивная сухая возгонка органической пыли, оседающей на поверхности приборов, и загрязнение воздуха отапливаемых помещений. [8]

В результате геологических движений эти осадки проникают на большие глубины, там под влиянием давления и высокой температуры, а возможно, и под воздействием микроорганизмов в течение миллионов лет проходит процесс сухой возгонки, при котором содержащийся в осадках углерод в большей своей части переходит в углеводородные соединения, в то время как большая часть кислорода и других элементов мигрирует. Жидкая субстанция, состоящая главным образом из смеси различных по молекулярному весу углеводородов может и самостоятельно мигрировать, проникая через поры и трещины земных недр. Основными составными частями природного газа являются низкомолекулярные углеводороды ( прежде всего метан и этан), нефть же представляет собой высокомолекулярные углеводороды. [9]

С санитарно-гигиенической стороны пар является менее желательным теплоносителем, чем вода, ггак как пыль, оседая на поверхность нагревательных приборов, имеющих температуру около 100, пригорает, разлагается и загрязняет воздух продуктами сухой возгонки. Если же по нагревательным приборам проходит вода, то пыль почти не пригорает и воздух не загрязняется. [10]

С санитарно-гигиенической стороны пар является менее желательным теплоносителем, чем вода, так как пыль, оседая на поверхность нагревательных приборов, имеющих температуру около 100, пригорает, разлагается и загрязняет воздух продуктами сухой возгонки. Если же по нагревательным приборам проходит вода, то пыль почти не пригорает и воздух не загрязняется. [11]

С санитарно-гигиенической стороны пар является менее желательным теплоносителем, чем вода, так как пыль, оседая на поверхность нагревательных приборов, имеющих температуру около 100 С, пригорает, разлагается и загрязняет воздух продуктами сухой возгонки. В системах низкого давления температура пара почти не меняется и всегда выше 100 С. [12]

С санитарно-гигиенической стороны пар является менее желательным теплоносителем, чем вода, так как пыль, оседая на поверхность нагревательных приборов, имеющих температуру около 100 С, пригорает, разлагается и загрязняет воздух продуктами сухой возгонки. Если же по нагревательным приборам проходит вода, то пыль почти не пригорает и воздух не загрязняется. [13]

С санитарно-гигиенической стороны пар является ме нее желательным теплоносителем, чем вода, так ка. С, пригорает, разлага ется и загрязняет воздух продуктами сухой возгонки В системах низкого давления температура пара почт не меняется и всегда выше 100 С. Перечисленные не достатки позволяют применять пар как теплоносителе только для отопления промышленных и отдельных ком мунальных зданий. [14]

Органическая пыль, оседая в помещениях, разлагается и выделяет при этом неприятные запахи. При отложении органической пыли на горячих поверхностях, имеющих температуру выше 80 С, она подвергается сухой возгонке, при которой воздух загрязняется окисью углерода. [15]

Страницы: 1 2

Возгонка (сублимация)

Рис. 81. Приборы (а, б) для возгонки с конденсацией паров на охадаемых поверхностях.

Рис.

Сублимация (возгонка)

82. Простейший прибор для возгонки: 1 — фарфоровая чашка с веществом; 2 — стеклянная воронка; 3— кружок фильтровальной бумаги с отверстиям; 4 — песчаная баня; 5 — вата.

Рис. 82. Прибор для возгонки небольших количеств веществ в вакууме.

К оглавлению

ActionTeaser.ru — тизерная реклама

что такое сублимация в физике

Войдите, чтобы написать ответ

Возгонка (сублимация) — переход вещества из твёрдого состояния сразу в газообразное, минуя жидкое. Поскольку при возгонке изменяется удельный объём вещества и поглощается энергия (теплота сублимации) , возгонка является фазовым переходом первого рода. Обратным процессом является десублимация. Известным примером десублимации является появление инея на ветках во время усиления мороза. Сублимация иода Возгонка характерна, например, для элементарного иода I2, который при нормальных условиях не имеет жидкой фазы: чёрные с голубым отливом кристаллы сразу превращаются (сублимируются) в газообразный молекулярный иод (медицинский «йод» представляет собой спиртовой раствор) . Сублимация воды Хорошо поддается возгонке вода, что определило широкое применение данного процесса как одного из способов сушки. При промышленной возгонке сначала производят заморозку исходного тела, а затем помещают его в вакуумную или заполненную инертными газами камеру. Физически процесс возгонки продолжается до тех пор, пока концентрация водяных паров в камере не достигнет нормального для данной температуры уровня, в связи с чем избыточные водяные пары постоянно откачивают. Возгонка применяется в химической промышленности, в частности, на производствах взрывоопасных или взрывчатых веществ, получаемых осаждением из водных растворов. Применение сублимации в лабораторной технике На эффекте возгонки основан один из способов очистки твердых веществ.

Сублимация (физика)

При определенной температуре одно из веществ в смеси возгоняется с более высокой скоростью чем другое. Пары очищаемого вещества конденсируют на охлаждаемой поверхности. Прибор, применяемый для этого способа очистки, называется сублиматор. Сублимационная сушка Возгонка также используется в пищевой промышленности: так, например, фрукты после сублимирования весят в несколько раз меньше, а восстанавливаются в воде. Сублимированные продукты значительно превосходят сушеные по пищевой ценности, так как возгонке поддаётся только вода, а при термическом испарении теряются многие полезные вещества. Перед сублимацией пищевых продуктов используется быстрое замораживание (-100 до -190 град. Цельсия) , что приводит к образованию мелких кристаллов, не разрушающих клеточные мембраны. ========================================= Простой сублимационный аппарат. Холодная вода, циркулирующая в конденсаторе, осаждающем на себе пар. 1 Вход холодной воды 2 Выход холодной воды 3 Вакуум/газ линия 4 Сублимационная камера 5 Сублимируемый продукт 6 Сырой материал 7 Внешний нагрев

Лекция «Сублимация и десублимация. Плавление и кристализация»

Лекция № 15

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

Лед, вода, пар – классический пример трех агрегатных состояний вещества. Не всегда вещества демонстрируют такие же «правильные» фазовые переходы. Например, углекислый газ замерзает и переходит в кристаллическую фазу при температуре -56,6°С, минуя жидкую фазу. При нагревании твердый диоксид углерода не плавится, а испаряется, переходя сразу в газообразное состояние. Но при более высоких температурах и высоком давлении возможен переход диоксида углерода в жидкое состояние, а при дальнейшем охлаждении жидкой фазы происходит кристаллизация.
Фазовые переходы между агрегатными состояниями того или иного вещества изображаются на p-t диаграмме (по оси абсцисс откладывается температура, по оси ординат – давление). Диаграмма фазовых переходов лед-вода-пар показана для условий, когда лед находится не в воздушной среде, а в замкнутом объеме, где из газов присутствует только водяной пар.
По диаграммам можно проследить, что при повышении давления вода замерзает при более низких температурах; диоксид углерода, наоборот, имеет прямую зависимость температуры кристаллизации от 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.

Сублимация

ТВ. ТЕЛО ПАР

Десублимация

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

Десублимация — это переход из газообразного состояния сразу в твердое.

Ледяные узоры, которые появляются на стёклах в мороз, и есть пример десублимации. При заморозках почва покрывается инеем — тонкими кристалликами льда, в которые превратились водяные пары из воздуха.

Десублимация

ПАР ТВ.ТЕЛО

СУБЛИМАЦИЯ И ДЕСУБЛИМАЦИЯ • Большая российская энциклопедия

В книжной версии
Том 31. Москва, 2016, стр. 361
Скопировать библиографическую ссылку:

Авторы: Э. Г. Раков

СУБЛИМА́ЦИЯ И ДЕСУБЛИМА́ЦИЯ, переход вещества из твёрдого состояния в газообразное и обратно без образования расплава при изменении темп-ры. Термин «сублимация» (от лат. sublimo – возносить) эквивалентен возгонке. С. и д. относятся к фазовым переходам 1-го рода и сопровождаются тепловыми эффектами: поглощением теплоты при сублимации и выделением при десублимации. Оба процесса протекают при темп-рах и давлениях ниже тех, что соответствуют тройной точке рассматриваемого вещества. Десублимация может осуществляться на холодной поверхности или при смешении паров вещества с более холодным газом, при расширении некоторых сжатых газов (образование твёрдого диоксида углерода при работе огнетушителей).

Процессы С. и д. происходят в естеств. условиях, применяются в лабораторной практике и в пром-сти. Напр., образование снега, инея, морозных узоров на оконных стёклах является десублимацией атмосферной влаги при охлаждении её паров ниже 0 °С, испарение намёрзшего льда и выпавшего снега при темп-рах ниже 0 °С – сублимацией. В пром-сти С. и д. используют для выделения веществ из газовых потоков (напр., фталевого ангидрида, гексафторида урана), очистки веществ, сублимац. сушки (напр., пищевых продуктов), тепловой защиты ЛА при сверхзвуковых скоростях полёта, нанесения защитных и функциональных покрытий при изготовлении приборов и др.

Сублимация

Простая сублимация подобна простой дистилляции, примененной к смеси твердых веществ. Точный термин «сублимация» относится к превращению твердого вещества в пар без жидкой фазы. Практически этот термин обычно относят ко всему процессу, включая как испарение твердого вещества, так и последующую десублимацию пара. В ряде случаев имеет место так называемая квазисублимация, которая представляет собой переход: твердое вещество — жидкость—пар—твердое вещество.

Таким образом,общее требование к процессу состоит в том. что на стадии конденсации не должно быть жидкой фазы. Когда несколько компонентов смеси твердых веществ сублимируются в заданных условиях, разделение этих компонентов можно произвести фракционной сублимацией, если упругости их паров сильно различаются.

Однако сходство дистилляции и сублимации не является сходством механизма процесса и аппаратурного оформления. Конструкции конденсаторов и соединительных трубопроводов между испарителями и конденсаторами имеют характерные отличия, связанные с тем, что при сублимации они могут забиваться твердым конечным продуктом.

На рис. 64 приведена фазовая диаграмма с кривой сублимации. При температурах и давлениях, соответствующих кривой сублимации, происходит переход вещества из твердого состояния непосредственно в пар, и наоборот. Если тройная точка О расположена при давлении выше атмосферного, то вещество не расплавляется при нормальных условиях и действительная сублимация легко достижима. Например, углекислый газ CO₂ имеет тройную точку при температуре —57° С и давлении около 5 атм, при атмосферном давлении нельзя получить жидкую углекислоту.

Если же тройная точка расположена при давлении ниже атмосферного, то для достижения действительной сублимации требуется понизить давление. Для этого применяют два способа: в замкнутом объеме поддерживают общее давление ниже давления сублимации твердого вещества при данной температуре (сублимация под вакуумом) или с потоком газа удаляют испаряющееся вещество так, чтобы парциальное давление пара этого вещества все время поддерживают более низким, чем давление сублимации (сублимация с несущим газом).

Если к твердому веществу в испарителе подвести избыточное количество тепла, то его температура и давление пара могут превысить температуру и давление пара в тройной точке, и оно расплавится. Использование жидкой фазы в процессе сублимации (квазисублимация) часто имеет свои преимущества, так как увеличивается теплопередача к испаряемому веществу, а следовательно, возрастает скорость испарения. При этом необходимо создать такую разность давлений пара в сублиматоре и конденсаторе, чтобы давление пара вещества и конденсаторе было ниже давления в тройной точке.

Для ускорения процесса передачи тепла к твердому телу, который является малоинтенсивным, можно уменьшить размер частиц. Однако и в этом случае теплопередача мало интенсивна, так как хотя и увеличивается контактная поверхность, но между частицами остается незаполненное пространстве, создающее термическое сопротивление.

Таким образом, легче всего передать тепло к жидкости, и если вещество стойко к изменению температуры, целесообразно проводить процесс квазисублимации. В аппарат можно вместить мешалку. Зернистый материал, загруженный в сублиматор, также обычно перемешивается тем или иным способом. Обнаружено, что при применении метода «кипящего» слоя коэффициенты передачи тепла к сублимируемому материалу резко возрастают.

В конденсаторах теплопередача малоинтенсивна, в особенности когда образуется большой слой твердого продукта. Обычно применяют специальные устройства, чтобы предотвратить образование такого слоя (качающийся груз, скребки, щетки и т. п.). Коэффициент теплопередачи принимается 2-8 ккал/(м2*ч * °С). При последовательной установке конденсаторов форма кристаллов различна в разных конденсаторах. Для улучшения теплопередачи в конденсаторе может быть применен метод десублимации в «кипящем» слое.

Если для получения чистого вещества можно использовать сублимацию, то целесообразнее применить ее, а не кристаллизацию или экстракцию растворителем. В процессе кристаллизации требуется растворение сырья в соответствующем растворителе, избирательная адсорбция загрязнений специальными адсорбентами, фильтрация, сушка, а также, возможно, дробление готового продукта и регенерация растворителя.

Очистка сублимацией в ряде случаев значительно проще и дешевле. Простая сублимация в вакууме применяется в химических производствах давно. Вакуумной сублимацией очищают такие вещества, как трехокись сурьмы, фторид кальция, сульфид цинка, магнезию. Ряд металлов получают в чистом виде также сублимацией. Многие вещества, которые плавятся при высоких температурах, могут быть очищены вакуумной сублимацией, например салициловая кислота, антрахинон, бензонтрон и т. п.

Рис. 65. Схема сублимационной установки:1— крышка; 2 — противни для сублимируемого вещества; 3 — поверхность десублимации; 4 — вращающиеся щетки; 5 — передача вращения в вакуумную систему; 6 — муфта; 7 — электродвигатель

При конструировании установок для вакуумной сублимации стремятся расположить сублиматор и конденсатор как можно ближе один к другому. Для этого применяют короткую соединительную трубу большого диаметра

Рис. 66. Вакуумная сублимационная установка для синтетической камфары: 1 — предварительный бункер; 2 — подающий шнек; 3 — испаритель; 4 — конденсатор; 5 — вакуумная линия

или располагают сублимационную и конденсационную зоны в одном аппарате. На рис. 65 дана принципиальная схема такой установки (фирма Лейбольд, ФРГ). Твердое вещество испаряется из плоского противня в вакууме;образующийся пар конденсируется на охлаждаемых наружных стенках. Продукт, отделенный благодаря конденсации в твердой кристаллической форме, удаляется с холодной поверхности скребками и собирается в ресивере

На рис. 66 приведена схема установки для сублимации камфары. Установка состоит из бункера 1 для сырого материала, в котором сырье нагреется, а в случае необходимости и расплавляется, подающего шнека 2, испарителя 3 с установленным в нем специальным перемешивающим устройством и двух конденсаторов 4. Аналогичные установки применяют для сублимации пирогаллола, салициловой кислоты и других веществ.

В установке, показанной на рис. 67, сублимация и конденсация происходят в одном и том же аппарате. Сублимация магнезии в этой установке происходит при давлении 10^-1 — 10^-2 мм рт. ст. и температуре 600 ⁰С. Для нагревания сублимируемого вещества нижняя часть корпуса аппарата помещена внутрь нагревателя, а верхняя часть охлаждается воздухом.

Установка непрерывного действия (рис. 68) работает в условиях, когда вещество переходит в пар из жидкого состояния, а конденсируется в твердое квазисублимация). Над поверхностью жидкого расплава, находящегося на нагреваемом противне, размещены охлаждаемые вращающиеся вальцы, на поверхности которых образуется твердый сублимат. Сублимат непрерывно очищается с поверхности вальцев.

Вакуумная дистилляционная установка с вращающимся конденсатором, в котором происходит десублимация, показана на рис. 69 (фирма Ульвак, Япония). Ее применяют для очистки органических соединений, температура плавления которых от 250 ⁰С до комнатной температуры: полупродуктов для производства красителей, сырья для химических производств и высокополирерных материалов. Поступающий в конденсатор пар быстро конденсируется затвердевает на вращающейся поверхности, откуда его можно соскребать механически. Такая конструкция рекомендуется, в частности, для метааминофенола, резорцина, 6-нафтола и других продуктов.

Сублимационный аппарат для очистки веществ (аминоантрахинона, бензантрона, метилантрахинона и др.), разработанный в ЧССР Б. Балайкой и Фр. Корнхерром обеспечивает непрерывное механизированное удаление остатка из сублиматора и непрерывную транспортировку сублимата в сборник готового продукта (рис. 70). Работа производится при относительно высоких температурах и давлении 1—2 мм рт. ст.

В установке применен нагреваемый цилиндр, внутри которого перемещается сырье, перемешиваемое механическим устройством — лопастным питателем. Это же устройство служит для удаления остатка. Конденсатор также выполнен в виде цилиндра с охлаждаемой поверхностью, с которой сублимат непрерывно соскребается скребками на стальных пружинах. Лопастной питатель и скребки установлены на одном общем валу, вращающемся в цилиндре, одна часть которого служит сублиматором, а другая конденсатором. Загрузочный бункер рассчитан на 250 кг сырья. Чтобы материал не скапливался в бункере, на кожухе его смонтирован вибратор. В нижней конусной части бункера расположено регулируемое дозирующее устройство.

Люк 5 предназначен для удаления несублимируемого остатка. Вокруг цилиндра в сублимационной части равномерно расположены электронагреватели 9. Конденсационная часть имеет три охлаждающие рубашки 10, которые могут иметь различную температуря В части корпуса конденсатора, которая проходит через приемный резервуар имеется выходное отверстие 12. Через это отверстие готовый продукт попадает в приемник и далее выгружается из аппарата. Полый вал с лопастями и скребками обогревается изнутри Обогрев оси шнека необходим, так как в противном случае на нем наблюдается конденсация продукта.

В небольших установках можно объединять испаритель, конденсатор и
сублимационный сепаратор в одну колонну для того, чтобы работать с
меньшей потерей давления.

Для
улучшения условий теплопередачи при сублимации с несущим газом применяют
метод сублимации восприимчивых к изменениям температуры веществ в
кипящем слое, причем для образования кипящего слоя применяют
нестирающийся твердый материал, на пример очищенный морской песок с
размером зерен 100—300 мкм. Исследования показали, что при сублимации с
газом-носителем в кипящем слое коэффициенты теплопередачи увеличиваются в 4 раза по сравнению с коэффициентами для насыпного слоя.

В некоторых случаях целесообразно проводить испарение из расплав и парциальную конденсацию выше точки плавления. При этом предусмотрен также дополнительный сублимационный сепаратор с очисткой остаточного продукта путем десублимации. Для такой очистки фирмой Лейболь; (ФРГ) разработаны конические сепараторы, снабженные системой вращающихся скребков для удаления сублимата с холодной поверхности. Сублимационные сепараторы изготовляют с охлаждающими поверхностями 1,2 I 5,8 м2. Общий вид такого сепаратора высотой 6,5 м показан на рис. 71.

Сублимацию в кипящем слое можно проводить в условиях вакуума. Сублиматор конструируют как простую или тарельчатую колонну. Для простой сублимации в кипящем слое достаточна обычная колонна. Если нужно провести фракционную сублимацию, то применяют тарельчатые колонны, причем верхняя тарелка служит дефлегматором, ее температуру поддерживают более низкой. В этом случае сублимация в кипящем слое подобна ректификации, | поскольку твердая фаза превращается в псевдоожиженную. Газ-носитель (воздух или азот) проходит в вакуумную систему через прибор для измерения расхода газа, сублиматор, фильтр и конденсатор в вакуумный насос.

Давление в системе регулируется количеством подаваемого газа. Если постепенно понижать давление в системе, то при каком-то предельном давлении уже] нельзя сохранить состояние кипящего слоя. Это предельное давление зависит от высоты кипящего слоя, характера материала кипящего слоя, диаметра аппарата, скорости откачки насоса и потерь давления на отдельных участках. Предельные давления обычно составляют 1—30 мм рт. ст. Для сублимации в кипящем слое предпочтительна величина зерен материала 30—40 мкм.

Так как материал непрерывно испаряется, то никакого кипящего слоя не получится, если не ввести в испаритель посторонний материал, обеспечивающий поддержание однородного кипящего слоя. Смесь с соотношением количества постороннего материала и сырья ~20 : 1 непрерывно подается через среднюю по высоте часть аппарата непосредственно в кипящий слой, несублимируемый остаток вместе с посторонним материалом выгружается через дно сублиматора.) После этого посторонний материал регенерируется выжиганием или просеиванием и снова возвращается в сублиматор. Вымывание остатка растворителем следует применять, если этот остаток должен быть сохранен.

Пар сублимируемого вещества должен обязательно пройти через обогреваемый фильтр. Хорошим результаты получены при использовании фильтров из стекловолокна. При проведении процесса в кипящем слое под вакуумом скорость сублимации высокая, но при этом нужно следить за тем, чтобы достигалась тщательная очистка сырого материала, так как при таких больших скоростях процесса иногда происходит загрязнение. Если конденсация производится в процессе сублимации в кипящем слое под вакуумом, конденсат в объемно конденсаторе имеет вид почти такой же, как при сублимации в вакууме без применения кипящего слоя. При этом в первом конденсаторе с наиболее высокой температурой выпадает конденсат с большей насыпной массой, и при сублимации под вакуумом. В последующих конденсаторах образуется «пней» такого типа, какой обычно образуется при сублимации с несущим газом.

Непрерывность процесса является преимуществом как сублимат в кипящем слое, так и сублимации с несущим газом, но в первом
случае беспечен непрерывный вынос несублимируемого остатка, так что можно рационально обработать сырье с большим содержанием остатка. Конденсат при сублимации в кипящем слое при атмосферном давлении образуется в виде «снега» с большой поверхностью и незначительной насыпной массой.

При сублимации в кипящем слое под вакуумом большая по массе часть десублимата выпадает в компактном виде, как и при сублимации под вакуумом, но по сравнению с последней осуществляется вынос остатка, для него нужен ячейковый шлюз. Установка для сублимации в кипящем слое год вакуумом при наличии башен большого диаметра требует насосов большой производительности. Обычно при сублимации под вакуумом стараются избежать малейшей негерметичности, а при сублимации с газом-носителем те работают при давлениях порядка нескольких миллиметров ртутного столба. Сублимация в кипящем слое под вакуумом представляет собой синтез обоих методов.

3.2. Возгонка (сублимация)

Возгонка — это
процесс испарения твердого вещества с
последующей конденсацией пара в твердое
состояние, минуя жидкую фазу. Этим
способом пользуются для очистки твердых
веществ, имеющих достаточно большое
давление пара при сравнительно невысокой
температуре. Возгонка применима особенно
в тех случаях, когда очистка твердого
органического вещества от смолистых
примесей путем кристаллизации не
достигает цели. Возгонка применяется
для очистки хинонов, многоядерных
углеводородов и некоторых других
соединений

Возгонка, даже
однократная, как правило, приводит к
получению вполне чистого продукта и
нередко заменяет несколько
перекристаллизаций. Она может быть
использована как для окончательной
очистки продукта, так и для предварительного
отделения летучего соединения от
нелетучих примесей. От перекристаллизации
возгонка выгодно отличается также более
высоким выходом чистого продукта (98 –
99 %).

С другой стороны,
возгонка — весьма длительный процесс,
поэтому его обычно используют для
очистки небольших количеств веществ.
Область применения этого метода
ограничена также тем, что способность
многих твердых соединений сублимироваться
столь ничтожна, что не может быть
использована для препаративных целей.

Чаще всего возгонка
представляет собой относительно
медленный процесс. Скорость возгонки
прямо пропорциональна величине
поверхности испаряемого вещества и
поэтому препарат надо очень тонко
измельчать.

Не следует также
допускать плавления вещества при
возгонке, поскольку это ведет к падению
скорости процесса вследствие резкого
уменьшения поверхности вещества.

Вещества, имеющие
относительно высокое давление пара,
при нагревании могут приобрести давление
пара, равное атмосферному, при температуре,
лежащей ниже температуры плавления.
Температура плавления при нагревании
этих веществ не достигается, они
непосредственно переходят в парообразное
состояние, т. е. возгоняются.

Температура, при
которой давление пара над твердым
веществом равно внешнему давлению,
называется температурой возгонки.

Для возгонки при
атмосферном давлении вещество помещают
на небольшую фарфоровую чашку, покрывают
ее кружком фильтровальной бумаги или
асбеста, проколов в нем несколько
отверстий (чтобы возгон не падал обратно
на возгоняемое вещество) и затем накрывают
фарфоровую чашку опрокинутой стеклянной
воронкой (рис. 5, а). Отводную трубку
воронки закрывают тампоном из стеклянной
ваты. Чашку с веществом нагревают в
кольце над плиткой или песчаной бане.
Для охлаждения на внешнюю поверхность
воронки помещают кусочек влажной ваты
или ткани. Нагревать чашку с веществом
нужно осторожно; небольшое перегревание
может способствовать быстрому термическому
разложению возгоняемого вещества.
Описанным выше путем рекомендуется
возгонять бензойную кислоту или нафталин.
Возгонку больших количеств вещества
ведут в стакане (рис. 5 б). На стакан
устанавливается круглодонная колба,
заполненная холодной водой. На поверхности
колбы оседают кристаллы возгоняемого
вещества.

а)

1 — плитка; 2 —
возгоняемое вещество; 3 — фарфоровая
чашка; 4 — кружок фильтровальной бумаги
с отверстиями; 5 — коническая воронка;
6 — стеклянная вата

б)

1 — плитка; 2 —
возгоняемое вещество; 3 – стакан; 4 –
круглодонная колба

Рисунок 5 — Прибор
для возгонки

СУБЛИМАЦИЯ (вещества) — это… Что такое СУБЛИМАЦИЯ (вещества)?

СУБЛИМАЦИЯ (вещества)

СУБЛИМАЦИЯ (вещества)

СУБЛИМА́ЦИЯ (от лат. sublimo — возношу), переход вещества из твердого в газообразное состояние, минуя стадию жидкости (фазовый переход первого рода). Для сублимации к веществу необходимо подвести энергию, называемую теплотой сублимации.

Энциклопедический словарь.
2009.

СУБЛИМАЦИЯ (в психологии)
СУБСИДИАРНЫЕ ДОГОВОРЫ

Смотреть что такое «СУБЛИМАЦИЯ (вещества)» в других словарях:

СУБЛИМАЦИЯ — (хим.) операция, состоящая в отделении летучих плотных тел, напр. нашатыря, пирогаллола, бензойной кислоты, от нелетучих. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907. СУБЛИМАЦИЯ [Словарь иностранных слов русского языка
СУБЛИМАЦИЯ — (от лат. sublimo высоко поднимаю, возношу), возгонка, переход в ва из крист. состояния непосредственно (без плавления) в газообразное; происходит с поглощением теплоты (фазовый переход I рода). С. одна из разновидностей парообразования, возможна… … Физическая энциклопедия
Сублимация — (от латинского sublimo возношу) переход вещества при нагревании из твёрдого состояния непосредственно в газообразное, минуя жидкую фазу. С. происходит при абляции некоторых теплозащитных материалов, например, графита, используемых в конструкции… … Энциклопедия техники
Сублимация (в физике) — Сублимация (позднелат. sublimatio возвышение, вознесение, от лат. sublimo высоко поднимаю, возношу), возгонка, переход вещества из кристаллического состояния непосредственно (без плавления) в газообразное; происходит с поглощением теплоты… … Большая советская энциклопедия
Сублимация — – переход вещества из твердой фазы в газообразную (минуя жидкую). [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ и м. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.] Рубрика термина: Общие термины Рубрики… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
СУБЛИМАЦИЯ — (от латинского sublimo возношу), возгонка, переход вещества из твердого в газообразное состояние, минуя стадию жидкости. Сублимация фазовый переход 1 го рода. Процесс сублимации идет с поглощением энергии, называемой теплотой сублимации. Обратный … Современная энциклопедия
сублимация — и, ж. sublimation f. &LT;, лат. sublimatio. 1. хим. Непосредственный переход вещества при нагревании из твердого в газообразное состояние (минуя жидкую фазу) ; возгонка. МАС 2. Вычищение камфоры выжиганием (sublimation). АИ 1781 3 521. ♦… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
СУБЛИМАЦИЯ — (от лат. sublimo возношу) переход вещества из твердого в газообразное состояние, минуя стадию жидкости (фазовый переход первого рода). Для сублимации к веществу необходимо подвести энергию, называемую теплотой сублимации … Большой Энциклопедический словарь
СУБЛИМАЦИЯ — СУБЛИМАЦИЯ, сублимации, мн. нет, жен. (от лат. sublimo возношу) (хим.). Переход вещества при нагревании из твердого прямо в газообразное состояние, без превращения в жидкость. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
сублимация — переход вещества из твердого состояния в газообразное, минуя стадию жидкости. Частный случай С. – лиофилизация. (Источник: «Микробиология: словарь терминов», Фирсов Н.Н., М: Дрофа, 2006 г.) … Словарь микробиологии

Сублимация_ (химия)

Сублимация элемента или соединения — это переход от твердой фазы к газовой без промежуточной жидкой стадии. Сублимация — это фазовый переход, который происходит при температурах и давлениях ниже тройной точки (см. Фазовую диаграмму).

При нормальном давлении большинство химических соединений и элементов находятся в трех различных состояниях при разных температурах. В этих случаях для перехода из твердого состояния в газообразное требуется промежуточное жидкое состояние.Однако для некоторых элементов или веществ при определенных давлениях материал может непосредственно переходить из твердого состояния в газообразное. Обратите внимание, что указанное здесь давление — это давление пара вещества, а не общее давление всей системы.

Противоположностью сублимации является осаждение. Образование инея — пример метеорологического осаждения.

Примеры

Некоторые материалы (например, цинк и кадмий) сублимируются при низком давлении, и поэтому могут возникнуть проблемы при работе с высоким вакуумом.

Двуокись углерода — типичный пример химического соединения, которое сублимируется при атмосферном давлении — блок твердого CO ₂ (сухой лед) при комнатной температуре и при давлении в одну атмосферу превратится в газ, не становясь сначала жидкостью. Йод — еще один пример вещества, которое заметно сублимируется при комнатной температуре. Однако, в отличие от CO ₂, жидкий йод можно получить при атмосферном давлении путем его нагревания. Снег и другие водные льды также сублимируются, хотя и медленнее, при отрицательных температурах.Это явление, используемое при сублимационной сушке, позволяет повесить влажную ткань на улице в морозную погоду и извлечь позже в сухом состоянии. Нафталин, обычный ингредиент нафталина, также легко возгоняется. Мышьяк также может сублимироваться при высоких температурах. Сублимация требует дополнительной энергии и представляет собой эндотермическое изменение. Энтальпию сублимации можно рассчитать как энтальпию плавления плюс энтальпию испарения.

Другие вещества, такие как хлорид аммония, становятся сублимированными из-за химических реакций.При нагревании он разлагается на хлористый водород и аммиак, которые быстро реагируют с образованием хлорида аммония.

Сублимационная очистка

Сублимация — это метод, используемый химиками для очистки соединений. Обычно твердое вещество помещают в сосуд, который затем нагревают под вакуумом. При пониженном давлении твердое вещество улетучивается и конденсируется в виде очищенного соединения на охлажденной поверхности, оставляя после себя нелетучие остатки примесей. Эта охлаждаемая поверхность часто имеет форму холодного пальца.После прекращения нагрева и сброса вакуума сублимированное соединение можно собрать с охлажденной поверхности. Обычно это делается с помощью сублимационного аппарата.

использует

Морозильные камеры без замерзания работают за счет вентилятора и циркуляции воздуха внутри морозильной камеры. Минусовая температура в сочетании с циркуляцией воздуха, которая удерживает воздух засушливым, значительно ускоряет процесс сублимации. Это предохраняет стенки и полки морозильной камеры от льда, хотя кубики льда постоянно сублимируют.

Сублимация красителя также часто используется при цветной печати на различных носителях, включая бумагу. Небольшой нагреватель используется для испарения твердого красителя, который затем затвердевает на бумаге. Поскольку этот тип принтера позволяет чрезвычайно точно управлять соотношением основных цветов, можно получить изображение хорошего качества даже при относительно низком разрешении принтера по сравнению с другими типами принтеров с аналогичным разрешением. Стандартные черно-белые лазерные принтеры могут печатать на обычной бумаге с использованием специального «тонера для переноса», содержащего сублимационные красители, которые затем могут постоянно нагреваться на футболках, шляпах, кружках, металлах, пазлах и других поверхностях.

В alchemy сублимация обычно относится к процессу, при котором вещество нагревается до пара, а затем немедленно собирается в виде осадка на верхней части и горловине теплоносителя (обычно в реторте или перегонной камере). Это один из 12 основных алхимических процессов.

В методике Fast-Freeze, Deep-Etch образцы (например, образцы тканей) быстро замораживаются в жидком азоте и переносятся в вакуумное устройство, в котором сублимируется поверхностный лед.Это эффективно протравливает поверхность образца, показывая сохраненную трехмерную структуру гидратированного материала. Затем с помощью электронной микроскопии можно получить копию вращающейся затененной поверхности.

Сублимация также используется для создания лиофилизированных веществ, например чая, супа или лекарств, в процессе, называемом лиофилизацией , который заключается в замораживании раствора или суспензии и очень медленном нагревании в вакууме от среднего до высокого — в частности, давление ниже, чем давление паров растворителя при его температуре плавления.Это может быть намного ниже точки плавления воды, если в лиофилизируемом образце присутствуют органические растворители или соли. Образовавшееся твердое вещество обычно гораздо легче растворить или ресуспендировать, чем твердое вещество, получаемое из жидкой системы, а низкие температуры вызывают меньший ущерб чувствительным или реактивным веществам.

См. Также

сублимации (химия) Википедия

«Сублиматы» перенаправляется сюда. Для использования в других целях, см. Сублимация.

Сублимация — это переход вещества непосредственно из твердого состояния в газообразное, ^[1] без перехода через жидкое состояние. ^[2] Сублимация — это эндотермический процесс, который происходит при температурах и давлениях ниже тройной точки вещества на его фазовой диаграмме, что соответствует самому низкому давлению, при котором вещество может существовать в виде жидкости.Обратный процесс сублимации — это осаждение или десублимация, при котором вещество переходит непосредственно из газа в твердую фазу. ^[3] Сублимация также использовалась как общий термин для описания перехода твердое тело в газ (сублимация), за которым следует переход из газа в твердое тело (осаждение). ^[4] Хотя переход от жидкости к газу описывается как испарение, если оно происходит ниже точки кипения жидкости, и как кипение, если оно происходит при температуре кипения, такого различия между твердым телом и газом нет. переход, который всегда описывается как сублимация.

При нормальном давлении большинство химических соединений и элементов находятся в трех различных состояниях при разных температурах. В этих случаях для перехода из твердого состояния в газообразное требуется промежуточное жидкое состояние. Речь идет о парциальном давлении вещества, а не об общем (например, атмосферном) давлении всей системы . Таким образом, все твердые вещества, обладающие заметным давлением пара при определенной температуре, обычно могут сублимироваться на воздухе (например,г. водяной лед чуть ниже 0 ° C). Для некоторых веществ, таких как углерод и мышьяк, сублимация намного проще, чем испарение из расплава, потому что давление их тройной точки очень велико, и их трудно получить в жидком виде.

Термин сублимация относится к физическому изменению состояния и не используется для описания превращения твердого вещества в газ в химической реакции. Например, диссоциация при нагревании твердого хлорида аммония до хлористого водорода и аммиака — это не сублимация , а химическая реакция.Точно так же сгорание свечей, содержащих парафин, до двуокиси углерода и водяного пара — это не сублимация , а химическая реакция с кислородом.

Сублимация вызывается поглощением тепла, которое дает некоторым молекулам достаточно энергии, чтобы преодолеть силы притяжения своих соседей и уйти в паровую фазу. Поскольку процесс требует дополнительной энергии, это изменение эндотермическое. Энтальпию сублимации (также называемую теплотой сублимации) можно рассчитать, сложив энтальпию плавления и энтальпию испарения.

Сравнение фазовых диаграмм диоксида углерода (красный) и воды (синий), показывающих точку сублимации диоксида углерода (в центре слева) при 1 атмосфере. Когда сухой лед нагревается, он пересекает эту точку по жирной горизонтальной линии от твердой фазы непосредственно к газовой. С другой стороны, вода проходит через жидкую фазу при 1 атмосфере.

Примеры []

Двуокись углерода []

Твердая двуокись углерода (сухой лед) сублимируется повсюду вдоль линии ниже тройной точки (e.g., при температуре -78,5 ° C (194,65 K, -109,30 ° F) и атмосферном давлении, тогда как его плавление в жидкий CO ₂ может происходить только вдоль линии при давлениях и температурах выше тройной точки (т. е. 5,2 атм, -56,4 ° С).

Вода []

Снег и лед возвышаются, хотя и медленнее, при температурах ниже линии температуры замерзания / точки плавления при 0 ° C для парциальных давлений ниже давления тройной точки 612 Па (0,0006 атм). ^[5] При сушке вымораживанием обезвоживаемый материал замораживают, а его воде дают возгоняться при пониженном давлении или вакууме.Выпадение снега со снежного поля во время холодов часто вызвано воздействием солнечного света непосредственно на верхние слои снега. Абляция — это процесс, включающий сублимацию и эрозионный износ ледникового льда.

Нафталин []

Нафталин, органическое соединение, обычно обнаруживаемое в пестицидах, таких как нафталиновые шарики, легко сублимируется, потому что он состоит из неполярных молекул, которые удерживаются вместе только межмолекулярными силами Ван-дер-Ваальса. Нафталин представляет собой твердое вещество, которое сублимируется при стандартной температуре окружающей среды ^[6] с точкой сублимации около 80 ° C или 176 ° F.^[7] При низкой температуре давление пара достаточно высокое, 1 мм рт. Ст. При 53 ° C, ^[8], чтобы заставить твердую форму нафталина испаряться в газ. На прохладных поверхностях пары нафталина затвердевают с образованием игольчатых кристаллов.

Экспериментальная установка для реакции сублимации нафталина. Твердый нафталин сублимируется и образует кристаллическую структуру на дне часового стекла.
Твердое соединение нафталина возгоняется, образуя кристаллическую структуру на прохладной поверхности.

Другие вещества []

Камфора возгоняется в холодном пальце. Неочищенный продукт на дне темно-коричневый; белый очищенный продукт на нижней части холодного пальца вверху плохо различим на светлом фоне.

Йод выделяет пары при слабом нагревании, хотя это значение выше тройной точки. Можно получить жидкий йод при атмосферном давлении, контролируя температуру чуть выше точки плавления йода. В судебной медицине пары йода могут выявить скрытые отпечатки пальцев на бумаге.^[9] Мышьяк также может возгоняться при высоких температурах.

Кадмий и цинк не подходят для использования в вакууме, потому что они возгоняют намного больше, чем другие распространенные материалы. ^{[ необходима ссылка ]}

Очистка сублимацией []

Кристаллы ферроцена после очистки сублимацией в вакууме

Сублимация — это метод, используемый химиками для очистки соединений. Твердое вещество обычно помещают в устройство для сублимации и нагревают в вакууме.При пониженном давлении твердое вещество улетучивается и конденсируется в виде очищенного соединения на охлажденной поверхности (холодный палец), оставляя после себя нелетучий остаток примесей. После прекращения нагрева и снятия вакуума очищенное соединение может быть собрано с охлаждающей поверхности. ^[10] ^[11]
Для еще более высокой эффективности очистки применяется температурный градиент, который также позволяет разделять различные фракции. В типичных установках используется вакуумированная стеклянная трубка, которая постепенно регулируется и нагревается.Поток материала идет от горячего конца, где размещается исходный материал, к холодному концу, который соединен со стойкой насоса. Контролируя температуру по длине трубы, оператор может контролировать зоны повторной конденсации, при этом очень летучие соединения полностью откачиваются из системы (или улавливаются отдельной холодной ловушкой), а умеренно летучие соединения повторно конденсируются вдоль трубки в соответствии с их различной летучестью и нелетучими соединениями, остающимися в горячем конце.Вакуумная сублимация этого типа также является предпочтительным методом очистки органических соединений для использования в промышленности органической электроники, где требуется очень высокая чистота (часто> 99,99%), чтобы соответствовать стандартам для бытовой электроники и других приложений.

Историческое использование []

В древней алхимии, протонауке, которая способствовала развитию современной химии и медицины, алхимики разработали структуру основных лабораторных методов, теории, терминологии и экспериментальных методов. Сублимация использовалась для обозначения процесса, в котором вещество нагревается до пара, а затем немедленно собирается в виде осадка на верхней части и горловине теплоносителя (обычно реторте или перегонной камере), но также может использоваться для описания другие подобные нелабораторные переходы. Он был упомянут алхимическими авторами, такими как Бэзил Валентайн и Джордж Рипли, а также в Rosarium Философский вопрос , как процесс, необходимый для завершения magnum opus. Здесь слово сублимация использовалось для описания обмена «телами» и «духами», подобного лабораторному фазовому переходу между твердыми телами и газами.Валентин в своей книге Le char triomphal de l’antimoine (Триумфальная колесница сурьмы, опубликована в 1646 году) сравнил спагирики, в которых сублимация овощей может использоваться для разделения спиртов в вине и пиве. ^[12] Рипли использовал язык, более показывающий мистические значения сублимации, указывая на то, что этот процесс имеет двойной аспект — одухотворение тела и телесное телесное восприятие духа. ^[13] Он пишет: ^[14]

И сублимации мы совершаем по трем причинам.
Первая причина — сделать тело духовным.
Второе — это то, что дух может быть телесным,
И стать с ним единосущным.
Третья причина — грязный оригинал.
Он может быть очищен, и его соленость серно
Может быть уменьшена в нем, что заразно.

Прогнозы сублимации []

Энтальпию сублимации обычно предсказывают с помощью теоремы о равнораспределении. Если предполагается, что энергия решетки составляет приблизительно половину энергии упаковки, ^{[требуется уточнение ]}, то для предсказания энтальпии сублимации могут быть применены следующие термодинамические поправки.Принятие 1 молярного идеального газа дает поправку на термодинамическую среду (давление и объем), в которой pV = RT, следовательно, поправка на 1RT. Затем необходимо внести дополнительные поправки на вибрацию, вращение и перемещение. Из теоремы о равнораспределении газообразное вращение и перенос вносят по 1,5RT каждое в конечное состояние, поэтому поправка + 3RT. Кристаллические колебания и вращения вносят вклад в 3RT каждое в начальное состояние, следовательно, −6RT. Суммирование поправок RT; −6RT + 3RT + RT = −2RT.^[15] Это приводит к следующей приблизительной энтальпии сублимации. Аналогичное приближение можно найти для члена энтропии, если предположить твердые тела. ^[16] ^[17] ΔHsublimation = −Ulattice energy − 2RT {\ displaystyle \ Delta H _ {\ text {sublimation}} = — U _ {\ text {энергия решетки}} — 2RT}

Сублимационная печать на красителях []

Dye-sub Printing — это технология цифровой печати с использованием полноцветных изображений, работающая с подложками с полиэфирным и полимерным покрытием.Этот процесс, также называемый цифровой сублимацией, обычно используется для украшения одежды, вывесок и баннеров, а также новых предметов, таких как чехлы для мобильных телефонов, таблички, кофейные кружки и другие предметы с поверхностями, пригодными для сублимации. В этом процессе используется наука о сублимации, в которой к твердому телу прикладываются тепло и давление, превращая его в газ в результате эндотермической реакции без прохождения через жидкую фазу.

При сублимационной печати уникальные сублимационные красители переносятся на листы «трансферной» бумаги с помощью жидких гелевых чернил через пьезоэлектрическую печатающую головку.Чернила наносятся на эту бумагу для струйной печати с высоким высвобождением, которая используется на следующем этапе процесса сублимационной печати. После того, как цифровой дизайн напечатан на листах сублимационного переноса, он помещается на термопресс вместе с субстратом, который необходимо сублимировать.

Чтобы перенести изображение с бумаги на основу, требуется процесс термического прессования, который представляет собой комбинацию времени, температуры и давления. Термопресс применяет эту особую комбинацию, которая может меняться в зависимости от подложки, для «переноса» сублимационных красителей на молекулярный уровень в подложку.Наиболее распространенные красители, используемые для сублимации, активируются при температуре 350 градусов по Фаренгейту. Однако для оптимального цвета обычно рекомендуется диапазон от 380 до 420 градусов по Фаренгейту.

Конечным результатом процесса сублимации является почти постоянная полноцветная печать с высоким разрешением. Поскольку красители вводятся в субстрат на молекулярном уровне, а не наносятся на местном уровне (например, при трафаретной печати и прямой печати на одежде), отпечатки не будут трескаться, блекнуть или отслаиваться от субстрата в нормальных условиях. McDonagh, James; Палмер, Дэвид С .; Ван Моурик, Таня; Митчелл, Джон Б. О. (17 октября 2016 г.). «Предсказуема ли сублимационная термодинамика органических молекул?» (PDF). Журнал химической информации и моделирования . 56 (11): 2162–2179. DOI: 10.1021 / acs.jcim.6b00033. HDL: 10023/11874. ISSN 1549-9596. PMID 27749062.

Внешние ссылки []

Введение, филиалы, концепции, бесплатные ресурсы

- БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
- КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
  BNAT
  Классы
  Класс 1-3
  Класс 4-5
  Класс 6-10
  Класс 110003 CBSE
  Книги NCERT
  Книги NCERT для класса 5
  Книги NCERT, класс 6
  Книги NCERT для класса 7
  Книги NCERT для класса 8
  Книги NCERT для класса 9
  Книги NCERT для класса 10
  NCERT Книги для класса 11
  NCERT Книги для класса 12
  NCERT Exemplar
  NCERT Exemplar Class 8
  NCERT Exemplar Class 9
  NCERT Exemplar Class 10
  NCERT Exemplar Class 11
  9plar
  RS Aggarwal
  RS Aggarwal Решения класса 12
  RS Aggarwal Class 11 Solutions
  RS Aggarwal Решения класса 10
  Решения RS Aggarwal класса 9
  Решения RS Aggarwal класса 8
  Решения RS Aggarwal класса 7
  Решения RS Aggarwal класса 6
  RD Sharma
  RD Sharma Class 6 Решения
  RD Sharma Class 7 Решения
  Решения RD Sharma Class 8
  Решения RD Sharma Class 9
  Решения RD Sharma Class 10
  Решения RD Sharma Class 11
  Решения RD Sharma Class 12
  PHYSICS
  Механика
  Оптика
  Термодинамика
  Электромагнетизм
  ХИМИЯ
  Органическая химия
  Неорганическая химия
  Периодическая таблица
  MATHS
  Статистика
  Числа
  Числа Пифагора Тр Игонометрические функции
  Взаимосвязи и функции
  Последовательности и серии
  Таблицы умножения
  Детерминанты и матрицы
  Прибыль и убыток
  Полиномиальные уравнения
  Разделение фракций
  Microology
  FORMULAS
  Математические формулы
  Алгебраические формулы
  Тригонометрические формулы
  Геометрические формулы
  КАЛЬКУЛЯТОРЫ
  Математические калькуляторы
  000E
  000
  000
  000 Калькуляторы
  000 Образцы документов для класса 6
  Образцы документов CBSE для класса 7
  Образцы документов CBSE для класса 8
  Образцы документов CBSE для класса 9
  Образцы документов CBSE для класса 10
  Образцы документов CBSE для класса 1 1
  Образцы документов CBSE для класса 12
  Вопросники предыдущего года CBSE
  Вопросники предыдущего года CBSE, класс 10
  Вопросники предыдущего года CBSE, класс 12
  HC Verma Solutions
  HC Verma Solutions Класс 11 Физика
  HC Verma Solutions Класс 12 Физика
  Решения Лакмира Сингха
  Решения Лахмира Сингха класса 9
  Решения Лахмира Сингха класса 10
  Решения Лакмира Сингха класса 8
  9000 Класс
  9000BSE 9000 Примечания3 2 6 Примечания CBSE
  Примечания CBSE класса 7
  Примечания
  Примечания CBSE класса 8
  Примечания CBSE класса 9
  Примечания CBSE класса 10
  Примечания CBSE класса 11
  Примечания 12 CBSE
- Примечания к редакции 9000 CBSE 9000 Примечания к редакции класса 9
- CBSE Примечания к редакции класса 10
- CBSE Примечания к редакции класса 11
- Примечания к редакции класса 12 CBSE
Дополнительные вопросы CBSE
Дополнительные вопросы по математике класса 8 CBSE
Дополнительные вопросы по науке 8 класса CBSE
Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE
Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE Вопросы
CBSE Class 10 Дополнительные вопросы по математике
CBSE Class 10 Science Extra questions
CBSE Class
Class 3
Class 4
Class 5
Class 6
Class 7
Class 8 Класс 9
Класс 10
Класс 11
Класс 12
Учебные решения

Решения NCERT
Решения NCERT для класса 11
Решения NCERT для класса 11 по физике
Решения NCERT для класса 11 Химия
Решения NCERT для биологии класса 11
Решение NCERT s Для математики класса 11
NCERT Solutions Class 11 Accountancy
NCERT Solutions Class 11 Business Studies

Химия сублимация: ХиМиК.ru — СУБЛИМАЦИЯ — Химическая энциклопедия

Возгонка (сублимация)

Что такое возгонка в химии, сублимация воды

Сухая возгонка

Возгонка (сублимация)

Возгонка (сублимация)

Сублимация (возгонка)

что такое сублимация в физике

Сублимация (физика)

Лекция «Сублимация и десублимация. Плавление и кристализация»

СУБЛИМАЦИЯ И ДЕСУБЛИМАЦИЯ • Большая российская энциклопедия

Сублимация

3.2. Возгонка (сублимация)

СУБЛИМАЦИЯ (вещества) — это… Что такое СУБЛИМАЦИЯ (вещества)?

Смотреть что такое «СУБЛИМАЦИЯ (вещества)» в других словарях:

Сублимация_ (химия)

Рекомендуемые дополнительные знания

Примеры

Сублимационная очистка

использует

См. Также

сублимации (химия) Википедия

Примеры []

Двуокись углерода []

Вода []

Нафталин []

Другие вещества []

Очистка сублимацией []

Историческое использование []

Прогнозы сублимации []

Сублимационная печать на красителях []

Внешние ссылки []

Введение, филиалы, концепции, бесплатные ресурсы

Published by alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ