Sublimace (z latinského sublimo „zdvihnout“), sublimace je přechod látky z pevného stavu okamžitě do stavu páry, přičemž se obejde fáze tání (přechod do kapalného stavu) a varu . Protože se při sublimaci mění měrný objem látky a dochází k pohlcování energie ( sublimační teplo ), je sublimace fázovým přechodem prvního řádu [1] [2] .
Opačným procesem je desublimace – kondenzace hmoty z parního skupenství, obcházením kapalného skupenství, přímo do pevného skupenství [2] . Stejně jako sublimace je desublimace fázovým přechodem prvního řádu. Desublimaci lze provádět na studeném povrchu nebo míšením par látky s chladnějším plynem za expanze některých stlačených plynů (vznik pevného oxidu uhličitého při provozu hasicích přístrojů s oxidem uhličitým ). Příkladem desublimace jsou takové atmosférické jevy jako desublimace atmosférické vlhkosti s tvorbou námrazy na povrchu země a námrazou na větvích a drátech stromů, námrazové vzory na okenních tabulích [1] . Sublimačno-desublimační charakter má i vznik a změna jader komet [2] .
Oba procesy - sublimace i desublimace - probíhají při teplotách a tlacích pod těmi, které odpovídají trojnému bodu uvažované látky [1] .
Sublimace je typická např. pro elementární jód I 2 , který za normálních podmínek nemá kapalnou fázi: černé krystaly s modrým odstínem se okamžitě mění (sublimují) na plynný molekulární jód (lékařský "jód" je alkoholový roztok ).
Sublimace oxidu uhličitého (suchý led)
Suchý led (pevný oxid uhličitý ) je nejtypičtějším příkladem látky, která podléhá sublimaci za normálního atmosférického tlaku. Teplota sublimace oxidu uhličitého je 194,65 K (nebo - 78,5 °C ), v kapalném stavu může oxid uhličitý existovat pouze za zvýšeného tlaku. Takže při 20 °C se oxid uhličitý mění na kapalinu při tlaku vyšším než 6 MPa (61,183 kgf / cm² ).
Led se dobře hodí k sublimaci , což předurčilo široké použití tohoto procesu jako jedné z metod sušení .
V průmyslu se sublimace a desublimace používají k izolaci látek z proudů plynů (například anhydrid kyseliny ftalové , hexafluoridu uranu ), čištění látek, sušení mrazem (například potravinářských výrobků), tepelná ochrana letadel při nadzvukových rychlostech letu, aplikace ochranné a funkční nátěry při výrobě zařízení atd. [1]
Účinek sublimace je založen na jednom ze způsobů čištění pevných látek. Při určité teplotě jedna z látek ve směsi sublimuje vyšší rychlostí než druhá. Páry čištěné látky kondenzují na chlazeném povrchu. Zařízení používané pro tento způsob čištění se nazývá sublimátor.
Lyofilizace ( jinak lyofilizace; lyofilizace) ( anglicky lyofilizace nebo lyofilizace) je proces odstraňování rozpouštědla ze zmrazených roztoků , gelů , suspenzí a biologických předmětů, založený na sublimaci ztuhlého rozpouštědla (ledu) bez tvorby kapalné fáze. makrokvantity.
Při průmyslové sublimaci se počáteční těleso nejprve zmrazí a poté se umístí do vakua nebo komory naplněné inertními plyny . Fyzicky proces sublimace pokračuje, dokud koncentrace vodní páry v komoře nedosáhne úrovně normální pro danou teplotu, a proto je přebytečná vodní pára neustále odčerpávána. Sublimace se používá v chemickém průmyslu , zejména při výrobě výbušných nebo výbušných látek získaných srážením z vodných roztoků.
Sublimace se také používá v potravinářském průmyslu : tak se například lyofilizovaná káva získává ze zmrazeného kávového extraktu vakuovou dehydratací . Plody po sublimaci váží několikrát méně a jsou obnoveny ve vodě. Sublimované produkty jsou ve výživové hodnotě výrazně lepší než sušené, protože k sublimaci se hodí pouze voda a mnoho užitečných látek se ztrácí během tepelného odpařování.
| Termodynamické stavy látek | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fázové stavy |
| ||||||||||||||||
| Fázové přechody |
| ||||||||||||||||
| Disperzní systémy | |||||||||||||||||
| viz také | |||||||||||||||||