昇華

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昇華はいつの用語です 案件 固体から固体へ直接相転移する ガス状 、または蒸気であり、2 つの間のより一般的な液相を通過しません。気化の特殊なケースです。昇華とは、遷移の物理的な変化を指し、化学反応により固体が気体に変化する場合を指しません。固体から気体への物理的変化は、物質へのエネルギーの追加を必要とするため、吸熱変化の一例です。

昇華のしくみ

相転移は、問題の材料の温度と圧力に依存します。通常の状態では、 運動理論 、熱を加えると、固体内の原子がエネルギーを獲得し、相互の結合が弱くなります。物理的な構造にもよりますが、これにより通常、固体が液体に溶けます。

あなたが見れば 相図 、さまざまな圧力と体積に対する物質の状態を表すグラフです。この図の「三重点」は、物質が液相に取り込める最小圧力を表します。その圧力を下回ると、温度が固相のレベルを下回ると、直接気相に移行します。

この結果、固体二酸化炭素の場合のように三重点が高圧にある場合 (または ドライアイス ）、昇華は実際には物質を溶かすよりも簡単です。なぜなら、それらを液体に変えるために必要な高圧は、通常、作成するのが難しいからです。

昇華の用途

これについて考える 1 つの方法は、昇華が必要な場合は、圧力を下げて物質を三重点より下にする必要があるということです。化学者がよく採用する方法は、物質を真空中に置き、昇華装置と呼ばれる装置で加熱することです。真空とは、圧力が非常に低いことを意味するため、通常は液体に溶ける物質でさえ、熱が加わると直接蒸気に昇華します。

これは、化合物を精製するために化学者が使用する方法であり、元素の精製された蒸気を作成する手段として、錬金術の化学以前の時代に開発されました。昇華温度または凝縮温度のいずれかが目的の固体とは異なるため、これらの精製されたガスは凝縮プロセスを経て最終的に精製された固体になります。

上で説明したことに関する考慮事項の 1 つは、凝縮によって実際に気体が液体になり、それが凍結して固体に戻るということです。低圧を維持しながら温度を下げ、システム全体を三重点以下に保つことも可能であり、これにより、気体から固体への直接の転移が引き起こされる.このプロセスは 沈着 .