Plik odwrócona sublimacja jest procesem termodynamicznym, w którym następuje egzotermiczna zmiana stanu z gazu na ciało stałe, bez uprzedniego przejścia w stan ciekły. Znany jest również pod nazwą sublimacji regresywnej, desublimacji lub depozycji; ten ostatni jest najczęściej używany w szkolnych tekstach i encyklopediach.
Uważa się, że odwrotna sublimacja jest procesem egzotermicznym, ponieważ cząsteczki gazu (atomy lub cząsteczki) muszą tracić energię, uwalniając ciepło do otoczenia; tak, że ostygną wystarczająco, aby utworzyć kryształy, zestalić się lub zamarznąć na powierzchni.
Słowo „osadzanie” (a nie „osadzanie”) oznacza, że cząstka osadza się z fazy gazowej bez zwilżania powierzchni odbierającej. Dlatego na lodowych przedmiotach często obserwuje się zjawiska odwrotnej sublimacji; takie jak szron osadzający się na liściach lub zimowe krajobrazy.
Takie osadzanie jest często wykrywane przez cienką warstwę kryształów; chociaż może być również wykonany z pozornego proszku lub gliny. Kontrolując ten proces, można zaprojektować nowe materiały wielowarstwowe, w których każda warstwa składa się z określonego ciała stałego osadzonego w procesach chemicznych lub fizycznych..
Indeks artykułów
Odwrócona sublimacja, jak sama nazwa wskazuje, jest zjawiskiem odwrotnym do sublimacji: nie zaczyna się od ciała stałego, które wyparowuje, ale od gazu, który krzepnie lub zamarza..
Jeśli rozumujesz molekularnie, będzie niesamowicie wyglądać, że gaz jest w stanie ochłodzić się do tego stopnia, że w ogóle nie skrapla się; to znaczy przechodzi do stanu płynnego.
Gaz, wysoce nieuporządkowany i rozproszony, nagle zmienia układ swoich cząstek i ustala się jako ciało stałe (bez względu na jego wygląd).
Samo w sobie będzie to trudne kinetycznie i termodynamicznie, ponieważ wymaga wsparcia, które odbiera cząsteczki gazu i koncentruje je tak, aby oddziaływały ze sobą, tracąc energię; to znaczy, gdy ostygną. Tutaj bierze udział powierzchnia wystawiona na działanie gazu, służąca jako podpora i wymiennik ciepła.
Cząsteczki gazu wymieniają ciepło z zimniejszą lub lodowatą powierzchnią, więc zwalniają i stopniowo tworzą się pierwsze krystaliczne jądra. Na tych jądrach, zimniejszych niż otaczający gaz, zaczynają się osadzać inne cząstki, które włączają się w ich strukturę..
Końcowym rezultatem tego procesu jest to, że na powierzchni tworzy się warstwa kryształów lub ciała stałego..
Aby nastąpiła odwrotna sublimacja, zwykle musi wystąpić jeden z tych dwóch warunków: powierzchnia stykająca się z gazem musi mieć temperaturę poniżej punktu zamarzania; lub gaz musi być przechłodzony w taki sposób, że gdy tylko zetknie się z powierzchnią, osadza się, gdy zakłóci to stabilność bramki.
Z drugiej strony osadzanie się może również wystąpić, gdy gaz jest gorący. Jeśli powierzchnia jest wystarczająco chłodna, wysoka temperatura gazu przenosi się na nią nagle i powoduje, że cząsteczki dostosowują się do struktury powierzchni..
W rzeczywistości istnieją metody, w których powierzchnia nie musi nawet być zimna, ponieważ uczestniczy bezpośrednio w reakcji z cząstkami gazowymi, które ostatecznie osadzają się na niej kowalencyjnie (lub metalicznie)..
W branży technologicznej metodologia, która działa od tego początku i nazywa się chemiczne osadzanie par poprzez spalanie.
Kiedy piwo jest tak zimne, że po wyjęciu z lodówki szklanka jego butelki jest pokryta białą, mówi się, że jest ubrana jak panna młoda.
Butelka piwa zapewnia niezbędną powierzchnię dla cząsteczek pary wodnej, H.dwaLub szybko się rozbij i stracisz energię. Jeśli szkło jest czarne, zauważysz, jak robi się białe znikąd, i możesz je oderwać paznokciem, aby napisać na nim wiadomości lub narysować obrazki..
Czasami wilgoć z otoczenia jest taka, że piwo wydaje się pokryte białym szronem; ale efekt nie trwa długo, bo w miarę upływu minut skrapla się i nawilża ręce tych, którzy go trzymają i piją.
Podobnie jak w przypadku ścian piwa, na wewnętrznych ścianach niektórych lodówek osadza się szron. Podobnie, te warstwy kryształków lodu są obserwowane w naturze na poziomach gruntu; nie spada z nieba w przeciwieństwie do śniegu.
Przechłodzona para wodna zderza się z powierzchnią liści, drzew, trawy itp., A ostatecznie oddaje im ciepło, aby ostygnąć i móc się na nich osadzić, manifestując się w ich charakterystycznych i promienistych wzorach krystalicznych..
Do tej pory mówiono o wodzie; A co z innymi substancjami lub związkami? Jeśli na przykład w komorze znajdują się gazowe cząsteczki złota i wprowadzony zostanie zimny i odporny przedmiot, to osadzi się na nim warstwa złota. To samo stanie się z innymi metalami lub związkami, o ile nie wymagają one wzrostu ciśnienia ani próżni..
To, co właśnie zostało opisane, dotyczy metody zwanej osadzaniem fizycznym i jest stosowana w przemyśle materiałowym do tworzenia metalicznych powłok na określonych częściach. Teraz problem polega na tym, jak uzyskać gazowe atomy złota bez dużego zużycia energii, ponieważ wymagane są bardzo wysokie temperatury..
To tam wchodzi próżnia, aby ułatwić przejście od ciała stałego do gazu (sublimacja), a także wykorzystanie wiązek elektronów.
Jako przykład fizycznego osadzania się często podaje się sadzę na ścianach komina; Jednak bardzo drobne cząstki węgla, już w stanie stałym i zawieszone w dymie, są po prostu osadzane bez zmiany stanu. Prowadzi to do zaczernienia ścian.
Jeśli zachodzi reakcja chemiczna między gazem a powierzchnią, jest to osadzanie chemiczne. Ta technika jest powszechna w syntezie półprzewodników, w powlekaniu polimerów warstwami bakteriobójczymi i fotokatalitycznymi TiOdwa, lub w celu zapewnienia materiału ochrony mechanicznej poprzez pokrycie ich ZrOdwa.
Dzięki osadzaniu chemicznemu możliwe jest uzyskanie powierzchni diamentów, wolframu, tellurków, azotków, węglików, krzemu, grafenów, nanorurek węglowych itp..
Związki, które mają atom M, który chce się osadzić i które są również podatne na rozkład termiczny, mogą nadać M strukturze powierzchni, tak aby trwale przylegała.
Dlatego zwykle stosuje się odczynniki metaloorganiczne, które po rozłożeniu oddają atomy metalu bez konieczności pozyskiwania ich bezpośrednio z niego; to znaczy, nie byłoby konieczne użycie metalicznego złota, ale raczej kompleks złota, aby uzyskać pożądaną złotą „powłokę”..
Zwróć uwagę, jak początkowa koncepcja odwróconej sublimacji lub osadzania ewoluuje zgodnie z zastosowaniami technologicznymi.
Jeszcze bez komentarzy