Sublimazione è il termine per quando importa subisce una transizione di fase direttamente da un solido a forma gassosa, o vapore, senza passare attraverso la fase liquida più comune tra i due. È un caso specifico di vaporizzazione. La sublimazione si riferisce ai cambiamenti fisici della transizione e non ai casi in cui i solidi si trasformano in gas a causa di una reazione chimica. Poiché il cambiamento fisico da un solido in un gas richiede l'aggiunta di energia nella sostanza, è un esempio di cambiamento endotermico.
Come funziona la sublimazione
Le transizioni di fase dipendono dalla temperatura e dalla pressione del materiale in questione. In condizioni normali, come generalmente descritto da teoria cinetica, l'aggiunta di calore fa sì che gli atomi all'interno di un solido acquisiscano energia e si leghino meno strettamente l'uno all'altro. A seconda della struttura fisica, questo di solito fa sciogliere il solido in forma liquida.
Se guardi il diagrammi di fase, che è un grafico che raffigura gli stati della materia per varie pressioni e volumi. Il "punto triplo" su questo diagramma rappresenta la pressione minima per la quale la sostanza può assumere la fase liquida. Al di sotto di tale pressione, quando la temperatura scende al di sotto del livello della fase solida, passa direttamente alla fase gassosa.
La conseguenza di ciò è che se il punto triplo è ad alta pressione, come nel caso del biossido di carbonio solido (o ghiaccio secco), quindi la sublimazione è in realtà più facile che fondere la sostanza poiché le alte pressioni necessarie per trasformarle in liquidi sono in genere una sfida da creare.
Utilizza per la sublimazione
Un modo di pensare a questo è che se si desidera sublimare, è necessario portare la sostanza sotto il punto triplo abbassando la pressione. Un metodo che spesso i chimici impiegano è mettere la sostanza nel vuoto e applicare calore, in un dispositivo chiamato apparato di sublimazione. Il vuoto significa che la pressione è molto bassa, quindi anche una sostanza che di solito si scioglie in forma liquida sublimerà direttamente in vapore con l'aggiunta del calore.
Questo è un metodo usato dai chimici per purificare i composti ed è stato sviluppato nei giorni pre-chimici dell'alchimia come mezzo per creare vapori purificati di elementi. Questi gas purificati possono quindi passare attraverso un processo di condensazione, con il risultato finale di essere un solido purificato, poiché entrambi la temperatura di sublimazione o la temperatura di condensazione sarebbe diversa per le impurità rispetto a quella desiderata solido.
Una nota di considerazione su ciò che ho descritto sopra: la condensa porterebbe effettivamente il gas in un liquido, che poi si congelerebbe in un solido. Sarebbe anche possibile ridurre la temperatura mantenendo la bassa pressione, mantenendo l'intero sistema al di sotto del punto triplo, e ciò provocherebbe una transizione direttamente dal gas al solido. Questo processo è chiamato deposizione.