Sublimácia je termín, kedy záležitosť podstúpi fázový prechod priamo z tuhej látky na plynná formaalebo pary, bez toho, aby prešli bežnejšou kvapalnou fázou medzi nimi. Je to špecifický prípad vyparovania. Sublimácia sa vzťahuje na fyzikálne zmeny prechodu a nie na prípady, keď sa tuhá látka premení na plyn v dôsledku chemickej reakcie. Pretože fyzická zmena z pevnej látky na plyn vyžaduje pridanie energie do látky, je to príklad endotermickej zmeny.
Ako funguje sublimácia
Fázové prechody závisia od teploty a tlaku príslušného materiálu. Za normálnych podmienok, ako ich všeobecne opisuje kinetická teória, pridanie tepla spôsobí, že atómy v pevnej látke získajú energiu a stanú sa navzájom menej pevne spojené. V závislosti od fyzikálnej štruktúry to zvyčajne spôsobuje, že sa tuhá látka topí do kvapalnej formy.
Ak sa pozriete na fázové diagramy, čo je graf, ktorý zobrazuje stav hmoty pri rôznych tlakoch a objemoch. „Trojitý bod“ na tomto diagrame predstavuje minimálny tlak, za ktorý môže látka na kvapalnú fázu pôsobiť. Pod týmto tlakom, keď teplota klesne pod hladinu tuhej fázy, prechádza priamo do plynnej fázy.
Dôsledkom toho je, že ak je trojitý bod pod vysokým tlakom, ako je to v prípade pevného oxidu uhličitého (alebo suchý ľad), potom je sublimácia v skutočnosti jednoduchšia ako roztavenie látky, pretože vysoké tlaky potrebné na ich premenu na kvapaliny sú zvyčajne výzvou, ktorú treba vytvoriť.
Používa sa na sublimáciu
Jedným zo spôsobov, ako o tom premýšľať, je to, že ak chcete mať sublimáciu, musíte látku dostať pod trojitý bod znížením tlaku. Metóda, ktorú chemici často používajú, je umiestniť látku do vákua a aplikovať teplo v zariadení nazývanom sublimačný prístroj. Vákuum znamená, že tlak je veľmi nízky, takže aj látka, ktorá sa zvyčajne topí na kvapalnú formu, sa sublimuje priamo do pary s prídavkom tepla.
Toto je metóda, ktorú používajú chemici na čistenie zlúčenín a bola vyvinutá v predchemických dňoch alchýmie ako prostriedok na vytváranie čistených pár prvkov. Tieto vyčistené plyny môžu potom prejsť procesom kondenzácie, ktorého konečným výsledkom je vyčistená pevná látka, pretože buď teplota sublimácie alebo teplota kondenzácie by bola iná pre nečistoty ako pre požadovanú pevná látka.
Jedna poznámka o tom, čo som opísal vyššie: kondenzáciou by sa plyn skutočne dostal do kvapaliny, ktorá by potom zamrzla späť na pevnú látku. Tiež by bolo možné znížiť teplotu pri súčasnom udržaní nízkeho tlaku, pričom by sa celý systém udržiaval pod trojitým bodom, čo by spôsobilo prechod priamo z plynu na pevnú látku. Tento proces sa nazýva depozícia.