Sublimering (från latin sublimo "lyft upp"), sublimering är övergången av ett ämne från ett fast tillstånd omedelbart till ett ångtillstånd, som går förbi steget av smältning (övergång till flytande tillstånd) och kokning . Eftersom den specifika volymen av ett ämne ändras under sublimering och energi absorberas ( sublimeringsvärmen ), är sublimering en första ordningens fasövergång [1] [2] .
Den omvända processen är desublimering - kondensationen av materia från ångtillståndet, förbi det flytande tillståndet, direkt till det fasta tillståndet [2] . Liksom sublimering är desublimering en första ordningens fasövergång. Desublimering kan utföras på en kall yta eller genom att blanda ångor av ett ämne med en kallare gas, med expansion av vissa komprimerade gaser (bildning av fast koldioxid under drift av koldioxidbrandsläckare ). Exempel på desublimering är sådana atmosfäriska fenomen som desublimering av atmosfärisk fukt med bildande av frost på jordens yta och frost på trädgrenar och trådar, frostiga mönster på fönsterrutor [1] . Bildandet och förändringen av kärnor hos kometer har också en sublimerings-desublimeringskaraktär [2] .
Båda processerna - både sublimering och desublimering - fortgår vid temperaturer och tryck under de som motsvarar trippelpunkten för ämnet i fråga [1] .
Sublimering är typiskt, till exempel för elementärt jod I 2 , som under normala förhållanden inte har en flytande fas: svarta kristaller med en blå nyans förvandlas omedelbart (sublimerar) till gasformigt molekylärt jod (medicinskt "jod" är en alkohollösning ) .
Sublimering av koldioxid (torris)
Torris (fast koldioxid ) är det mest typiska exemplet på ett ämne som genomgår sublimering vid normalt atmosfärstryck. Sublimeringstemperaturen för koldioxid är 194,65 K (eller - 78,5 ° C ), i flytande tillstånd kan koldioxid endast existera vid förhöjt tryck. Så vid 20°C förvandlas koldioxid till en vätska vid ett tryck på mer än 6 MPa (61.183 kgf / cm² ).
Is lämpar sig väl för sublimering , vilket avgjorde den utbredda användningen av denna process som en av torkmetoderna .
Inom industrin används sublimering och desublimering för att isolera ämnen från gasströmmar (till exempel ftalsyraanhydrid , uranhexafluorid ), rening av ämnen, frystorkning (till exempel livsmedelsprodukter), termiskt skydd av flygplan vid överljudsflyghastigheter , applicering av skyddande och funktionella beläggningar i tillverkningsanordningar etc. [1]
Effekten av sublimering är baserad på ett av sätten att rena fasta ämnen. Vid en viss temperatur sublimeras ett av ämnena i blandningen i högre hastighet än det andra. Ångor från ämnet som ska renas kondenserar på den kylda ytan. Enheten som används för denna rengöringsmetod kallas en sublimator.
Frystorkning ( annars lyofilisering; lyofilisering) ( engelsk frystorkning eller lyofilisering) är processen att avlägsna lösningsmedlet från frysta lösningar , geler , suspensioner och biologiska föremål, baserat på sublimering av det stelnade lösningsmedlet (is) utan att det bildas flytande fas. makrokvantiteter.
Vid industriell sublimering fryses den ursprungliga kroppen först, och sedan placeras den i ett vakuum eller en kammare fylld med inerta gaser . Fysiskt fortsätter sublimeringsprocessen tills koncentrationen av vattenånga i kammaren når en nivå som är normal för en given temperatur, och därför pumpas överskottsvattenånga ut konstant. Sublimering används inom den kemiska industrin , i synnerhet vid framställning av explosiva eller explosiva ämnen som erhålls genom utfällning från vattenlösningar.
Sublimering används också i livsmedelsindustrin : sålunda erhålls till exempel frystorkat kaffe från fryst kaffeextrakt genom vakuumdehydrering . Frukter efter sublimering väger flera gånger mindre och återställs i vatten. Sublimerade produkter är avsevärt överlägsna torkade när det gäller näringsvärde, eftersom endast vatten lämpar sig för sublimering, och många användbara ämnen går förlorade under termisk avdunstning.
| Materias termodynamiska tillstånd | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fas tillstånd |
| ||||||||||||||||
| Fasövergångar |
| ||||||||||||||||
| Dispergera system | |||||||||||||||||
| se även | |||||||||||||||||