sublimarea inversă este un proces termodinamic în care are loc o schimbare a stării exoterme de la un gaz la un solid fără a deveni mai întâi un lichid. Este, de asemenea, cunoscut sub numele de sublimare regresivă, desublimare sau depunere; acesta din urmă este cel mai utilizat în textele școlare și enciclopedii.
Se spune că sublimarea inversă este un proces exoterm, deoarece particulele gazoase (atomi sau molecule) trebuie să piardă energie prin eliberarea căldurii în mediu; astfel încât să se răcească suficient pentru a forma cristale, să se solidifice sau să înghețe pe o suprafață.
Cuvântul „depunere” (și nu „depunere”) înseamnă că particula este depusă dintr-o fază gazoasă fără a uda suprafața de recepție. De aceea, fenomenele de sublimare inversă se găsesc adesea pe obiectele înghețate; precum gerul depus pe frunze sau peisajele de iarnă.
O astfel de depunere este adesea detectată de un strat subțire de cristale; deși poate fi făcută și dintr-o pulbere sau argilă aparentă. Prin controlul acestui proces, pot fi proiectate noi materiale multistrat, în care fiecare strat constă dintr-un solid specific depus prin procese chimice sau fizice..
Indice articol
Sublimarea inversă, așa cum arată doar numele său, este fenomenul opus sublimării: nu pleacă de la un solid care se evaporă, ci de la un gaz care se solidifică sau îngheață..
Dacă raționezi molecular, va arăta uimitor că un gaz este capabil să se răcească, până la punctul în care nici măcar nu se condensează în primul rând; adică trece la starea lichidă.
Un gaz, foarte dezordonat și difuz, reușește brusc să își rearanjeze particulele și să se stabilească ca un solid (indiferent de aspectul său).
În sine, acest lucru va fi cinetic și termodinamic dificil, deoarece are nevoie de un suport care să primească particulele de gaz și să le concentreze astfel încât să interacționeze între ele în timp ce pierde energie; adică în timp ce se răcesc. Aici participă suprafața expusă gazului: servind ca suport și schimbător de căldură.
Particulele de gaz schimbă căldura cu suprafața mai rece sau înghețată, astfel încât acestea încetinesc și încetul cu încetul se formează primii nuclei cristalini. Pe acești nuclei, mai reci decât gazul din jur, încep să se depună alte particule, care sunt încorporate în structura lor..
Rezultatul final al acestui proces este că un strat de cristale sau solid ajunge să se formeze la suprafață..
Pentru ca sublimarea inversă să apară, oricare dintre aceste două condiții trebuie să apară în mod obișnuit: suprafața în contact cu gazul trebuie să aibă o temperatură sub punctul său de îngheț; sau gazul trebuie să fie supraîncălzit, în așa fel încât, de îndată ce atinge suprafața, să fie depus atunci când își tulbură stabilitatea obiectivului.
Pe de altă parte, depunerea poate apărea și atunci când gazul este fierbinte. Dacă suprafața este suficient de rece, temperatura ridicată a gazului se va transfera brusc către el și va determina adaptarea particulelor sale la structura suprafeței..
De fapt, există metode în care suprafața nu trebuie să fie nici măcar rece, deoarece participă direct la o reacție cu particulele gazoase care se termină covalent (sau metalic) depuse pe ea..
În industria tehnologiei, o metodologie care funcționează de la acest început și se numește depunerea chimică a vaporilor prin combustie.
Când o bere este atât de rece încât, atunci când este scoasă din frigider, sticla sticlei sale este acoperită de alb, se spune că este îmbrăcată ca o mireasă.
Sticla de bere oferă suprafața necesară pentru moleculele de vapori de apă, HDouăSau, prăbușiți și pierdeți rapid energia Dacă sticla este neagră, veți observa cum devine alb de nicăieri și îl puteți rupe cu unghia pentru a scrie mesaje sau a desena imagini pe ea..
Uneori, depunerea de umiditate din mediu este de așa natură încât berea apare acoperită de îngheț alb; dar efectul nu durează mult, deoarece pe măsură ce trec minutele se condensează și umezesc mâna celor care îl țin și beau.
Similar cu ceea ce se întâmplă pe pereții unei beri, înghețul se depune pe pereții interiori ai unor frigidere. La fel, aceste straturi de cristale de gheață sunt observate în natură la nivelul solului; nu cade din cer spre deosebire de zăpadă.
Vaporii de apă supraîncălziți se ciocnesc de suprafața frunzelor, copacilor, ierbii etc. și sfârșesc prin a le da căldură, pentru a se răcori și a se putea așeza pe ei și se manifestă prin modelele lor cristaline caracteristice și radiante.
Până acum s-a vorbit despre apă; Dar ce se întâmplă cu alte substanțe sau compuși? Dacă există particule de aur gazoase într-o cameră, de exemplu, și se introduce un obiect rece și rezistent, atunci un strat de aur va fi depus pe ea. La fel s-ar întâmpla și cu alte metale sau compuși, atâta timp cât nu necesită o creștere a presiunii sau vid..
Ceea ce tocmai a fost descris este despre o metodă numită depunere fizică și este utilizată în industria materialelor pentru a crea acoperiri metalice pe piese specifice. Acum, problema constă în modul de obținere a atomilor de aur gazoși fără consum ridicat de energie, deoarece sunt necesare temperaturi foarte ridicate..
Acolo intră vidul, pentru a facilita trecerea de la solid la gaz (sublimare), precum și utilizarea fasciculelor de electroni.
Funinginea de pe pereții coșului este adesea citată ca exemplu de depunere fizică; Cu toate acestea, particulele de carbon foarte fine, deja în stare solidă și suspendate în fum, sunt pur și simplu depozitate fără a suferi o schimbare de stare. Acest lucru duce la înnegrirea pereților.
Dacă există o reacție chimică între gaz și suprafață, atunci este o depunere chimică. Această tehnică este comună în sinteza semiconductoarelor, în acoperirea polimerilor prin straturi bactericide și fotocatalitice de TiODouă, sau pentru a oferi un material de protecție mecanică prin acoperirea lor cu ZrODouă.
Datorită depunerii chimice, este posibil să existe suprafețe de diamante, tungsten, teluri, nitruri, carburi, siliciu, grafene, nanotuburi de carbon etc..
Compușii care au atomul M care dorește să fie depus și care sunt, de asemenea, susceptibili la descompunerea termică, pot da M structurii suprafeței astfel încât să rămână permanent.
De aceea se folosesc de obicei reactivi organometalici care, atunci când sunt descompuși, renunță la atomii metalici fără a fi nevoie să-i obțină direct din acesta; adică nu ar fi necesar să se utilizeze aur metalic, ci mai degrabă un complex auriu pentru a crea „placarea” aurie dorită..
Rețineți cum conceptul inițial de sublimare inversă sau depunere ajunge să evolueze în funcție de aplicațiile tehnologice.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.