¿Qué es la sublimación?

El proceso por el cual la materia sólida se evapora directamente en vapor sin pasar por el proceso líquido se llama "sublimación". La sublimación es un proceso endotérmico. Generalmente, la sublimación se producirá en cualquier superficie sólida a temperatura y presión ambiente. Por ejemplo, el yoduro de potasio, el hielo seco, el azufre, el fósforo, el alcanfor y otras sustancias tienen importantes fenómenos de sublimación. Desde una perspectiva microscópica, el proceso por el cual las moléculas en la superficie del cristal se separan de la atracción de otras moléculas y salen del cristal para convertirse en moléculas de vapor se llama sublimación. Cuando se calienta por debajo de la presión del punto triple, la sustancia en fase sólida puede cambiar directamente a la fase gaseosa sin pasar por la fase líquida. Por ejemplo, las bolas de naftalina se vuelven más pequeñas y la ropa que se congela afuera en invierno se secará. Esto es el resultado de la sublimación.

Sabemos que desde una perspectiva macro, la sublimación es el proceso en el que la materia cambia directamente de un estado sólido a un estado gaseoso. Desde una perspectiva microscópica, si se coloca una sustancia sólida en un recipiente cerrado, durante la sublimación, las moléculas con mayor energía cinética en la superficie sólida superan la fuerza de unión entre moléculas adyacentes y escapan de la superficie sólida y se convierten directamente en moléculas de vapor en la otra; Por otro lado, las moléculas de vapor cuando están cerca de la superficie sólida debido al movimiento irregular, pueden ser atraídas por las moléculas de la superficie sólida y regresar al sólido. Inicialmente, el número de moléculas que escapan de la superficie sólida es mayor que el número de moléculas que regresan a la superficie sólida al mismo tiempo. A medida que avanza el proceso de sublimación, la densidad del vapor en el recipiente continúa aumentando y también aumenta la cantidad de moléculas que regresan al sólido. Hasta que el número promedio de moléculas que escapan de la superficie sólida por unidad de tiempo sea igual al número promedio de moléculas que regresan a la superficie sólida por unidad de tiempo, el vapor y el sólido en el recipiente cerrado han alcanzado un equilibrio dinámico.

Si es una sustancia pura La sublimación y sublimación se realizan en el aire en el suelo. Simplemente aclare la "presión del vapor de la sustancia pura" en las condiciones anteriores como "la presión parcial del vapor de la sustancia en el aire". Por ejemplo, la pelota sanitaria está hecha de naftaleno (C10H8), su temperatura de punto triple es de aproximadamente 353,65 K y la presión correspondiente es de 0,0009 MPa; la temperatura de punto triple del yodo es de 387,15 K y la presión correspondiente es de 0,012 MPa. Su sublimación y condensación se pueden observar fácilmente a temperatura normal y en el aire del suelo, por eso el libro de texto de la escuela secundaria describe el fenómeno de la sublimación de las pelotas sanitarias, así como la sublimación del yodo sólido y el experimento de condensación del vapor de yodo.

Cuando la materia sólida se sublima, las partículas se transforman directamente de la estructura reticular en moléculas de vapor. Por un lado, tienen que superar la fuerza de unión entre las partículas sólidas para realizar el trabajo y, por otro lado, tienen que superar la presión externa debido a la expansión del volumen, por lo que cuando las sustancias se subliman, necesitan absorber mucho calor.