depositie verwijst per definitie in de chemie naar een faseovergang waarbij materie rechtstreeks van een gasvormige toestand overgaat in een vaste toestand zonder door een tussenliggende vloeibare fase te gaan. Depositie is het tegenovergestelde van sublimatie, een faseovergang waarbij een vaste stof direct overgaat in een gas.
depositie en sublimatie zijn 2 van de 6 eerste-orde faseovergangen, de andere 4 zijn: invriezen (vloeistof naar vaste stof), smelten (vast naar vloeistof), verdamping (vloeistof naar gas) en condensatie (gas naar vloeistof).,
” alle materie ontstaat en bestaat alleen door een kracht die het deeltje van een atoom in trilling brengt en dit minuscule zonnestelsel van het atoom bij elkaar houdt.”- Max Planck
om depositie te voorkomen, moet het chemische systeem energie in het milieu afgeven. Dit maakt depositie een exotherme reactie aangezien het de vrijgave van hitte in het milieu impliceert., Enkele veel voorkomende voorbeelden van afzetting zijn de vorming van vorst op een koud oppervlak en de vorming van ijskristallen in wolken. In beide gevallen wordt waterdamp van een gasvormige toestand direct omgezet in vast waterijs zonder door een vloeibare fase te gaan.
faseovergangen en toestandsveranderingen
depositie is een faseovergang. Een faseovergang verwijst naar het proces waarbij een stof verandert van de ene toestand van materie in de andere: vast, vloeibaar of gas., Elke stof kan een faseovergang ondergaan en de toestand van de materie die een stof neemt is afhankelijk van de omgevingstemperatuur en druk. Faseovergangen zijn fysische reacties, Geen chemische reacties, omdat ze geen betrekking hebben op het breken en vormen van chemische bindingen. Het fasediagram van een stof is een grafische weergave van de thermodynamische eigenschappen van een stof en toont de temperaturen en druk waarbij die stof bestaat in een van de drie klassieke toestanden van materie.
overweeg bijvoorbeeld een fasediagram voor water., Water is een goede testcase voor het begrijpen van faseovergangen omdat water de enige bekende stof lijkt te zijn die van nature bestaat in alle drie de klassieke toestanden van materie op aarde. De 3 gebieden S, L en V vertegenwoordigen de temperatuur en druk waarbij water bestaat in een vaste, vloeibare of gasvormige toestand, respectievelijk. Het punt TP vertegenwoordigt het drievoudige punt dat de temperatuur en de druk is waarbij een stof in evenwicht is in alle 3 toestanden van materie., De lijnen die deze gebieden verdelen vertegenwoordigen de fasegrens; de temperatuur en de druk waarbij water van de ene toestand naar de volgende overgaat. Het punt CP staat voor het kritische punt, de temperatuur en druk waarbij water begint te bestaan in een vloeibare/gasvormige hybride toestand die een superkritische vloeistof wordt genoemd. Gemakshalve worden faseovergangen meestal beschreven bij een standaarddruk van 1 atm, of de gemiddelde druk van de aardatmosfeer.,
“de regendruppel die op mijn hoofd viel, na een lange cyclus van verdamping en condensatie, Was voor mij bedoeld.”- Shivesh Shukla
elke faseovergang, verdamping, smelten, koken, enz. vereist ofwel de introductie of het vrijkomen van latente warmte uit een systeem. Bijvoorbeeld, de latente warmte die nodig is om vloeibaar water in damp te verdampen is 697,3 cal / g; het vereist een input van 697,3 calorieën warmte-energie om 1 gram water te verdampen., Als de latente warmtewaarde positief is, is de reactie endotherm, omdat het warmte uit de omgeving moet absorberen. Als de waarde negatief is, is de reactie exotherm omdat het systeem zoveel energie moet vrijgeven om de toestand te veranderen.
volgens een fasediagram kan depositie dus worden begrepen als een fysische verandering waarbij de toestand van een systeem de lijn die de S-en V-gebieden scheidt overschrijdt zonder door het L-gebied te gaan. Om afzetting te voorkomen, moet een systeem latente warmte afgeven in de omgeving., De verwijdering van warmte uit waterdamp zorgt ervoor dat de onregelmatig geplaatste gasmoleculen een bepaalde vorm en structuur aannemen. De latente warmte die nodig is voor de overgang van waterdamp naar vast ijs is -677,0 cal/gram. Daarom is afzetting een exotherme reactie omdat het de afgifte van 677 calorieën warmte vereist om één gram waterdamp in één gram ijs af te zetten.
voorbeelden van depositie
het meest voor de hand liggende voorbeeld van depositie is de vorming van sneeuw in wolken door waterdamp. Water uit vloeibare bronnen op aarde wordt verdampt in de atmosfeer van de aarde., Temperaturen onder het vriespunt in de atmosfeer zorgen ervoor dat de waterdamp direct in ijskristallen terechtkomt, die dan neerslaan op de aarde. Dit is ook hetzelfde mechanisme waardoor vorst ontstaat direct op koude oppervlakken, zoals ramen of metalen. Waterdamp in de atmosfeer komt in contact met een koud oppervlak. Warmte in de waterdamp wordt geabsorbeerd door het koude oppervlak, en vorst vormt.
verschillende chemische dampen kunnen ook worden afgezet om films op oppervlakken te vormen. Bijvoorbeeld, insectbommen gebruikt om huizen te ontdoen van parasieten vrijgeven van een gasvormige pesticide in het huis., Het pesticide komt in contact met huishoudelijke oppervlakken en deponeert in een kleverige film die plagen vangt en doodt. Dezelfde logica zit achter verschillende industriële chemische coatingprocessen. De bekledingsstof wordt als vaste stof in een kamer geplaatst en in gasvormige toestand verwarmd. Gasvormige moleculen komen in contact met het te coaten oppervlak en deponeren in een uniforme laag. Hetzelfde proces wordt algemeen gebruikt om chemische materialen voor het laboratorium te zuiveren. De afzetting van een verbinding wordt gebruikt om de verbinding te splitsen in zuivere monsters van de chemische bestanddelen.,
depositie wordt ook gebruikt om droogijs uit kooldioxide te vormen. Kooldioxidegas wordt in een kamer geplaatst en de temperatuur en druk worden gewijzigd. Gasvormige koolstofdioxide zal bij ongeveer 5,1 atm en -79°C in een vaste stof terechtkomen. de Sublimatie van koolstofdioxide in gas veroorzaakt het kenmerkende misteffect van droogijs.
” als ik droogijs smelt, kan ik dan zwemmen zonder nat te worden?,”- Steven Wright
depositie is ook het belangrijkste mechanisme dat verantwoordelijk is voor de obstructie van de longen als gevolg van ingeademde verontreinigende stoffen. Depositie van sigarettenrook, bijvoorbeeld, vormt het teerachtige residu dat in de longen van COPD-patiënten wordt gevonden. Bepaalde nieuwe COPD behandelingen proberen gebruik te maken van het proces van depositie maken geneesmiddelen die direct kunnen worden toegediend via de longen.
Geef een reactie