11.11
Powszechnie obserwuje się, że zwykły lód topi się w warunkach otoczenia, ale suchy lód nie; zamiast tego suchy lód przechodzi bezpośrednio w fazę gazową. To przejście ze stanu stałego do gazowego - bez przechodzenia przez fazę ciekłą - jest znane jako sublimacja.
Ogólnie rzecz biorąc, związki, które sublimują, wykazują słabe siły międzycząsteczkowe w stanie stałym. W suchym lodzie lub stałym dwutlenku węgla między cząsteczkami CO2 występują słabe siły dyspersyjne
.Pod ciśnieniem atmosferycznym suchy lód pozostaje ciałem stałym poniżej minus 78,5 °C. Jednak w temperaturze -78,5 °C cząsteczki powierzchniowe uzyskują wystarczającą ilość energii cieplnej, aby całkowicie pokonać siły przyciągania i przekształcić się bezpośrednio w fazę parową. Jest to punkt sublimacji suchego lodu.
Ilość energii potrzebnej do sublimacji jednego mola ciała stałego nazywana jest jego molowym ciepłem sublimacji lub molową entalpią sublimacji. Ponieważ sublimacja jest procesem endotermicznym, jej wartość entalpii jest zawsze dodatnia.
Odwrotność sublimacji - czyli bezpośrednie przejście od pary do ciała stałego - nazywa się osadzaniem. Kiedy cząsteczki gazu zderzają się z chłodniejszymi powierzchniami stałymi, tracą ciepło. Wielokrotne zderzenia powodują znaczną utratę ciepła, a cząsteczki ostatecznie osadzają się.
Ponieważ osadzanie wiąże się z utratą energii, jest to egzotermiczna zmiana fazy o ujemnej wartości entalpii. Chociaż entalpia osadzania jest ujemna, jej wielkość jest taka sama jak entalpia sublimacji.
Kiedy sublimacja zachodzi w systemie otwartym, większość sublimowanych cząsteczek rozprasza się w powietrzu i nigdy nie wraca. W związku z tym szybkość sublimacji jest większa niż szybkość osadzania.
Jednak w układzie zamkniętym w punkcie sublimacji ciała stałego ustala się równowagę ciało stałe-para.
Ciśnienie parcjalne wywierane przez gaz w równowadze dynamicznej z jego ciałem stałym nazywane jest prężnością pary. Ciała stałe, które sublimują, mają wysoką prężność pary. Na przykład suchy lód ma prężność par sięgającą 56,5 atm w temperaturze 20 °C.
Ponieważ jednak większość ciał stałych ma niską prężność par w łatwo dostępnych temperaturach, sublimacja nie jest powszechna.
Niektóre ciała stałe mogą przejść bezpośrednio w stan gazowy, z pominięciem stanu ciekłego, w procesie znanym jako sublimacja. W temperaturze pokojowe…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.