Concept de sublimation inverse et exemples

La Sublimation inverse Il s'agit d'un processus thermodynamique dans lequel un changement d'état exothermique se produit d'un gaz à un solide sans d'abord devenir un liquide. Il est également connu sous les noms de la sublimation régressive, de la déluge ou du dépôt; Ce dernier est le plus utilisé dans les textes scolaires et encyclopédiques.

On dit que la sublimation inverse est un processus exothermique car les particules gazeuses (atomes ou molécules) doivent perdre de l'énergie en libérant la chaleur vers l'environnement; De telle manière qu'ils se refroidissent suffisamment pour former des cristaux, se solidifier ou se congeler sur une surface.

La sublimation inverse est la présence partout où il y a une surface suffisamment glacée pour déposer des cristaux directement à partir d'une phase gazeuse. Source: Pixabay.

Le mot «dépôt» (pas «dépôt») signifie que la particule est déposée à partir d'une phase gazeuse sans mouiller la surface de réception. C'est pourquoi les phénomènes de sublimation inverse se trouvent souvent sur des objets de congélation; Comme pour le gel déposé au-dessus des feuilles ou des lieux d'hiver.

Ce dépôt est souvent détecté par une fine couche de cristaux; Bien que cela puisse également être de la poudre ou de l'argile apparente. Contrôlant ce processus, les nouveaux matériaux multicapas peuvent être conçus, où chaque couche se compose d'un solide spécifique déposé par des processus chimiques ou physiques.

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Concept de sublimation inverse

La sublimation inverse, comme le révèle son nom à lui seul, est le phénomène opposé à la sublimation: il n'est pas basé sur un solide qui s'évapore, mais d'un gaz qui se solidifie ou se fige.

Si ce sont des raisons moléculaires, le fait qu'un gaz soit capable de refroidir, au point qu'il ne se condense même pas en premier lieu sera incroyable; c'est-à-dire aller à l'état liquide.

Le papier de la surface

Un gaz, très désordonné et diffus, parvient soudainement à réorganiser ses particules et à s'établir comme un solide (quelle que soit son apparence).

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En soi, cela sera cinétique et thermodynamiquement difficile, car il a besoin d'un support qui reçoit les particules de gaz et les concentre pour interagir les uns avec les autres tout en perdant de l'énergie; c'est-à-dire pendant qu'ils se refroidissent. C'est là que la surface exposée au gaz participe: servir de support et d'échangeur de chaleur.

Les particules de gaz échangent de la chaleur avec la surface la plus froide ou la plus froide, de sorte qu'elles deviennent plus lentes et progressivement les premiers noyaux cristallins se forment. Sur ces noyaux, plus froids que le gaz environnant, d'autres particules commencent à être déposées, qui sont incorporées dans leur structure.

Le résultat final de ce processus est qu'une couche de cristaux ou de solide se retrouve sur la surface.

Conditions

Pour que la sublimation inverse se produise, ordinaire, il doit y avoir l'une de ces deux conditions: la surface en contact avec le gaz doit avoir une température inférieure à son point de congélation; Ou le gaz doit être trop choppé, de sorte que la surface est à peine touchée lorsque son objectif de stabilité est perturbé.

D'un autre côté, le dépôt peut également se produire pendant que le gaz chaud. Si la surface est suffisamment froide, la température élevée du gaz sera transférée à cela soudainement et générera que ses particules s'adapteront à la structure de la surface.

En fait, il existe des méthodes où la surface n'a même pas besoin d'être froid, car elle participe directement à une réaction avec les particules gazeuses qui terminent de manière covalente (ou métal).

Dans l'industrie technologique, une méthodologie qui fonctionne à partir de ce début est utilisée et elle est appelée Dépôt de vapeur de combustion chimique.

Exemples de sublimation inverse

Bière de mariage

Quand une bière est si froide que lorsque le verre est pris de sa bouteille, il est dit qu'il est habillé en petite amie.

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La bouteille de bière offre la surface nécessaire pour que les molécules de vapeur d'eau, H₂Ou, écraser et perdre de l'énergie rapidement. Si le cristal est noir, on remarquera comment de rien n'est Embquece et peut être déchiré avec le clou pour écrire des messages ou faire des dessins à ce sujet.

Parfois, le dépôt de l'humidité de l'environnement est tel que la bière a l'air recouverte de gel blanc; Mais l'effet dure peu, car après les minutes, il condense et humidifie la main de qui tient et boit.

Gel

Semblable à ce qui se passe sur les murs d'une bière, le gel est déposé sur les murs internes de certains réfrigérateurs. De même, ces couches de cristaux de glace sont observées dans la nature aux niveaux du sol; Il ne tombe pas du ciel contrairement à la neige.

La vapeur d'eau excessive entre en collision avec la surface des feuilles, des arbres, de l'herbe, etc., et finit par leur donner de la chaleur, pour refroidir et pouvoir se placer sur eux, et se manifester dans leurs motifs cristallins caractéristiques et rayonnants.

Dépôt physique

Jusqu'à présent, il y a eu des discussions sur l'eau; Mais qu'en est-il des autres substances ou composés? S'il y a des particules dorées dorées dans une chambre, par exemple, et qu'un objet froid et résistant est introduit, alors une couche d'or sera déposée dessus. De la même manière, cela se produirait avec d'autres métaux ou composés, à condition qu'ils ne nécessitent pas d'augmentation de la pression ou d'un vide.

Le récemment décrit est une méthode appelée dépôt physique, et est utilisée dans l'industrie des matériaux pour créer des revêtements métalliques en pièces spécifiques. Maintenant, le problème réside dans la façon d'obtenir des atomes d'or gazeux sans consommation d'énergie élevée, car des températures très élevées sont nécessaires.

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C'est là où le vide entre, pour faciliter le passage du solide vers le gaz (sublimation), ainsi que l'utilisation des rayons électroniques.

La suie est généralement citée sur les murs des cheminées comme exemple de dépôt physique; Bien que les particules de carbone fins, déjà à l'état solide et en suspension dans la fumée, soient simplement déposées sans subir de changement d'État. Cela conduit au noircissement des murs.

Dépôt chimique

S'il y a une réaction chimique entre le gaz et la surface, alors c'est un dépôt chimique. Cette technique est habituelle dans la synthèse des semi-conducteurs, dans le revêtement des polymères par des couches bactéricides et photocatalytiques de l'oncle₂, o Pour fournir un matériau de protection mécanique en les couvrant avec ZRO₂.

Grâce au dépôt chimique, à des surfaces de diamant, au tungstène, aux téléluros, aux nitrhroos, aux carbures, au silicium, aux graphiques, aux nanotubes de carbone, etc.

Les composés qui ont l'atome qui veulent être déposés et qui sont également susceptibles de se décomposer thermique.

C'est pourquoi il vient généralement de réactifs organométalliques qui, lors de la décomposition, donne les atomes métalliques sans avoir besoin de l'obtenir directement; Autrement dit, il ne serait pas nécessaire d'utiliser l'or métallique, mais un complexe d'or pour créer le «plaqué» doré souhaité.

Notez comment le concept initial de sublimation ou de dépôt inverse finit par évoluer en fonction des applications technologiques.

Les références

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chimie. (8e Ed.). Cengage Learning.
2. María Estela Raffino. (12 novembre 2019). Sublimation inverse. Récupéré de: concept.de
3. Wikipédia. (2019). Dépôt (transition de phase). Récupéré de: dans.Wikipédia.org
4. Helmestine, Anne Marie, Ph.D. (13 janvier 2019). Définition du dépôt en chimie. Récupéré de: Thoughtco.com
5. Malesky, Mallory. (6 décembre 2019). La différence entre le dépôt et la sublimation. Science.com. Récupéré de: science.com
6. Encyclopédie des exemples (2019). Déposition. Récupéré de: Exemples.co