Sublimatsioon on termin, millal oluline läbib faasi ülemineku otse tahkest osast gaasiline vormvõi auru, läbimata nende vahel tavalisemat vedelat faasi. See on aurustamise erijuhtum. Sublimatsioon viitab ülemineku füüsikalistele muutustele, mitte juhtudele, kui keemilised reaktsioonid muudavad tahked ained gaasiks. Kuna füüsikaline muutus tahkest materjalist gaasiks nõuab ainesse energia lisamist, on see endotermilise muutuse näide.
Kuidas sublimatsioon töötab?
Faasisiirded sõltuvad materjali temperatuurist ja rõhust. Normaaltingimustes, nagu tavaliselt kirjeldab kineetiline teooria, soojuse lisamine põhjustab tahke aine aatomite energia saamise ja üksteisega vähem tihedalt seotud. Sõltuvalt füüsikalisest struktuurist põhjustab see tavaliselt tahke aine sulamist vedelaks.
Kui vaatate faasiskeemid, mis on graafik, mis kujutab mateeria olekuid erinevate rõhkude ja ruumalade jaoks. Sellel diagrammil olev "kolmikpunkt" tähistab minimaalset rõhku, mille jaoks aine võib vedela faasi omandada. Selle rõhu all, kui temperatuur langeb alla tahke faasi taseme, siirdub see otse gaasifaasi.
Selle tagajärg on see, et kui kolmikpunkt on kõrge rõhu all, nagu tahke süsinikdioksiidi (või kuiv jää), siis on sublimatsioon tegelikult lihtsam kui aine sulamine, kuna nende vedelikeks muutmiseks vajalik kõrge rõhk on tavaliselt väljakutse.
Kasutusalad sublimatsiooniks
Üks viis selle üle järele mõelda on see, et kui soovite sublimatsiooni, peate aine madalama rõhu saavutades saama kolmikpunkti alla. Keemikute poolt sageli kasutatav meetod on aine vaakumisse panemine ja kuumuse lisamine sublimatsiooniseadmeks kutsutavasse seadmesse. Vaakum tähendab, et rõhk on väga madal, nii et isegi tavaliselt vedelal kujul sulav aine sublimeerub kuumuse lisamisega otse auruks.
See on keemikute poolt ühendite puhastamiseks kasutatav meetod, mis töötati välja alkeemia keemiaeelsetel päevadel elementide puhastatud aurude loomiseks. Need puhastatud gaasid võivad seejärel läbida kondensatsiooni, mille lõpptulemus on puhastatud tahke aine, sest kummastki sublimatsiooni temperatuur või kondenseerumistemperatuur on lisandite jaoks erinev kui soovitud kindel.
Üks tähelepanek eespool kirjeldatu kohta: kondenseerumine viiks gaasi tegelikult vedelikuks, mis seejärel külmuks tahkeks aineks. Samuti oleks võimalik temperatuuri alandada, säilitades samal ajal madala rõhu, hoides kogu süsteemi kolmikpunkti all, ja see põhjustaks ülemineku otse gaasist tahkeks. Seda protsessi nimetatakse ladestumine.