depozycja, z definicji w chemii, odnosi się do przejścia fazowego, w którym Materia przechodzi bezpośrednio ze stanu gazowego w stan stały bez przechodzenia przez pośrednią fazę ciekłą. Osadzanie jest przeciwieństwem sublimacji, przejścia fazowego, w którym ciało stałe przechodzi bezpośrednio w gaz.
osadzanie i sublimacja to 2 z 6 przejść fazowych pierwszego rzędu, pozostałe 4 to: zamrażanie( ciecz do ciała stałego), topienie (ciało stałe do cieczy), parowanie (ciecz do gazu) i kondensacja (gaz do cieczy).,
„cała materia powstaje i istnieje tylko dzięki sile, która doprowadza cząstkę atomu do drgań i utrzymuje ten najdrobniejszy układ słoneczny atomu razem.”- Max Planck
aby doszło do osadzania, układ chemiczny musi uwalniać energię do środowiska. To sprawia, że osadzanie reakcja egzotermiczna, ponieważ obejmuje uwalnianie ciepła do środowiska., Niektóre typowe przykłady osadzania obejmują powstawanie mrozu na zimnej powierzchni i tworzenie kryształów lodu w chmurach. W obu przypadkach para wodna jest przekształcana ze stanu gazowego bezpośrednio w stały lód wodny bez przechodzenia przez fazę ciekłą.
przejścia fazowe i zmiany stanu
jest to przejście fazowe. Przejście fazowe odnosi się do procesu, w którym substancja zmienia się z jednego stanu materii w inny: ciało stałe, ciecz lub gaz., Każda substancja może ulec przemianie fazowej, a stan materii, który przyjmuje substancja, zależy od otaczającej temperatury i ciśnienia. Przejścia fazowe są reakcjami fizycznymi, a nie chemicznymi, ponieważ nie wiążą się z łamaniem i tworzeniem wiązań chemicznych. Diagram fazowy substancji jest graficzną reprezentacją termodynamicznych właściwości substancji i pokazuje temperatury i ciśnienia, przy których substancja ta istnieje w jednym z trzech klasycznych stanów materii.
na przykład rozważmy diagram fazowy dla wody., Woda jest dobrym przykładem do zrozumienia przejść fazowych, ponieważ woda wydaje się być jedyną znaną substancją, która naturalnie istnieje we wszystkich trzech klasycznych Stanach materii na Ziemi. 3 regiony S, L I V reprezentują temperaturę i ciśnienie, przy którym woda występuje odpowiednio w stanie stałym, ciekłym lub gazowym. Punkt TP reprezentuje punkt potrójny, który jest temperaturą i ciśnieniem, przy którym substancja istnieje w równowadze we wszystkich 3 Stanach materii., Linie dzielące te regiony reprezentują granicę faz; temperaturę i ciśnienie, przy którym woda przechodzi z jednego stanu do drugiego. Punkt CP oznacza punkt krytyczny, temperaturę i ciśnienie, przy którym woda zaczyna istnieć w stanie hybrydowym ciecz / gaz, zwanym cieczą nadkrytyczną. Dla wygody, przejścia fazowe są zazwyczaj opisane przy standardowym ciśnieniu 1 atm, lub średnim ciśnieniu atmosfery ziemskiej.,
„kropla deszczu, która spadła na moją głowę, po długim cyklu parowania i kondensacji, była przeznaczona dla mnie.”- Shivesh Shukla
każde przejście fazowe, odparowanie, topienie, gotowanie itp. wymaga wprowadzenia lub uwolnienia ciepła utajonego z systemu. Na przykład, utajone ciepło wymagane do odparowania ciekłej wody do pary wynosi 697,3 cal / g; wymaga wkładu 697,3 kalorii energii cieplnej, aby odparować 1 gram wody., Jeśli wartość ciepła utajonego jest dodatnia, reakcja jest endotermiczna, ponieważ musi pochłaniać ciepło z otoczenia. Jeśli wartość jest ujemna, reakcja jest egzotermiczna, ponieważ układ musi zwolnić tyle energii, aby zmienić stan.
tak więc, zgodnie ze schematem fazowym, osadzanie może być rozumiane jako zmiana fizyczna, w której stan układu przecina linię, która oddziela regiony S I V bez przechodzenia przez region L. Aby doszło do osadzania, system musi uwalniać utajone ciepło do otoczenia., Usuwanie ciepła z pary wodnej powoduje, że nieregularnie rozmieszczone cząsteczki gazu przybierają określony kształt i strukturę. Ciepło utajone wymagane do przejścia pary wodnej w stały lód wynosi -677,0 cal / gram. Dlatego Osadzanie jest reakcją egzotermiczną, ponieważ wymaga uwolnienia 677 kalorii ciepła, aby zdeponować jeden gram pary wodnej w jeden gram lodu.
przykłady osadzania
najbardziej oczywistym przykładem osadzania jest powstawanie śniegu w chmurach z pary wodnej. Woda ze źródeł ciekłych na Ziemi jest odparowywana do atmosfery ziemskiej., Temperatury poniżej zera w atmosferze powodują, że para wodna rozkłada się bezpośrednio do kryształów lodu, które następnie opadają na Ziemię. Jest to również ten sam mechanizm, za pomocą którego mróz tworzy się bezpośrednio na zimnych powierzchniach, takich jak okna lub metale. Para wodna w atmosferze wchodzi w kontakt z zimną powierzchnią. Ciepło w parze wodnej jest absorbowane przez zimną powierzchnię i tworzy mróz.
różne opary chemiczne mogą również rozkładać się, tworząc folie na powierzchniach. Na przykład bomby na owady używane do usuwania pasożytów uwalniają gazowy pestycyd do domu., Pestycyd wchodzi w kontakt z powierzchniami domowymi i osadza się w lepkiej folii, która zatrzymuje i zabija szkodniki. Ta sama logika kryje się za różnymi przemysłowymi procesami powlekania chemicznego. Substancja powlekająca jest umieszczana w komorze jako ciało stałe i podgrzewana do stanu gazowego. Cząsteczki gazu wchodzą w kontakt z powłoką i depczą w jednolitą warstwę. Ten sam proces jest powszechnie stosowany do oczyszczania materiałów chemicznych dla laboratorium. Osadzanie związku służy do podziału związku na czyste próbki jego składników chemicznych.,
Osadzanie jest również wykorzystywane do tworzenia suchego lodu z dwutlenku węgla. Dwutlenek węgla jest umieszczany w komorze, a temperatura i ciśnienie są modyfikowane. Gazowy dwutlenek węgla rozpada się w ciało stałe w temperaturze około 5,1 atm i -79°C. sublimacja dwutlenku węgla z powrotem do gazu powoduje charakterystyczny efekt mgły suchego lodu.
„czy jeśli topię suchy lód, mogę pływać bez zmoknięcia?,”- Steven Wright
Osadzanie jest również głównym mechanizmem odpowiedzialnym za niedrożność płuc wynikającą z zanieczyszczeń wdychanych. Osadzanie się dymu papierosowego, na przykład, tworzy pozostałości smoliste Znalezione w płucach pacjentów z POChP. Niektóre nowe metody leczenia POChP starają się wykorzystać proces osadzania tworzyć leki, które mogą być podawane bezpośrednio przez płuca.
Dodaj komentarz