Inverse Sublimation -Konzept und Beispiele

Der Inverse Sublimation Es ist ein thermodynamischer Prozess, bei dem eine exotherme Zustandsänderung von einem Gas zu einem Feststoff auftritt, ohne zuerst eine Flüssigkeit zu werden. Es ist auch unter den Namen der regressiven Sublimation, Ablugation oder Ablagerung bekannt; Letzteres ist die am häufigsten verwendeten in der Schule und in enzyklopädischen Texten.

Es wird gesagt, dass umgekehrte Sublimation ein exothermer Prozess ist, da gasförmige Partikel (Atome oder Moleküle) Energie verlieren müssen, indem sie Wärme in Richtung der Umwelt freisetzen. so, dass sie sich genug abkühlen, um Kristalle zu formen, auf einer Oberfläche zu verfestigen oder zu frieren.

Die inverse Sublimation ist überall vorhanden, wo es eine ausreichend eisige Oberfläche gibt, um Kristalle direkt aus einer Gasphase abzulegen. Quelle: Pixabay.

Das Wort "Abscheid" (nicht "Ablagerung") bedeutet, dass das Partikel aus einer gasförmigen Phase abgelagert wird, ohne die Empfangsoberfläche zu benetzen. Aus diesem Grund finden sich die Phänomene der umgekehrten Sublimation häufig auf Gefrierobjekten; Wie bei dem über den Blättern oder Winterplätzen abgelagerten Frost.

Diese Ablagerung wird häufig durch eine dünne Schicht Kristalle nachgewiesen; Obwohl es auch offensichtliche Pulver oder Ton sein kann. Wenn Sie diesen Prozess steuern, können neue Multicapas -Materialien ausgelegt werden, wobei jede Schicht aus einem bestimmten festen Feststoff besteht, der durch chemische oder physikalische Prozesse hinterlegt wird.

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Konzept der inversen Sublimation

Die inverse Sublimation ist, wie sein Name allein zeigt.

Wenn dies molekular Gründe ist, wird die Tatsache, dass ein Gas in der Lage ist, bis zu dem Punkt zu kühlen, dass es überhaupt nicht einmal kondensiert, unglaublich aussehen. das heißt, in den flüssigen Zustand zu gehen.

Das Papier der Oberfläche

Ein Gas, hoch chaotisch und diffus, schafft es plötzlich, seine Partikel neu zu ordnen und sich als Feststoff zu etablieren (unabhängig seines Aussehens).

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An sich wird dies kinetisch und thermodynamisch schwierig sein, da es eine Unterstützung benötigt, die die Gaspartikel empfängt und sie konzentriert, um miteinander zu interagieren, während sie Energie verlieren. das heißt, während sie kühlen. Hier ist die Oberfläche, die Gas ausgesetzt ist.

Gaspartikel tauschen Wärme mit der kältesten oder kälteren Oberfläche aus, so dass sie langsamer werden und allmählich die ersten kristallinen Kerne bilden. Auf diesen Kernen, kälter als das umgebende Gas, werden andere Partikel abgelagert, die in ihre Struktur eingebaut sind.

Das Endergebnis dieses Prozesses ist, dass eine Schicht von Kristallen oder Feststoff auf der Oberfläche endet.

Bedingungen

Damit die umgekehrte Sublimation gewöhnlich auftritt, muss es eine dieser beiden Bedingungen geben: Die in Kontakt mit dem Gas in Kontakt aufgenommene Temperatur muss eine Temperatur haben als der Gefrierpunkt; Oder das Gas muss übergreifend sein, damit die Oberfläche kaum berührt wird, wenn ihr Stabilitätsziel gestört wird.

Andererseits kann auch die Ablagerung auftreten, während das heiße Gas. Wenn die Oberfläche kalt genug ist, wird die hohe Gastemperatur plötzlich darauf übertragen und erzeugt, dass sich ihre Partikel an die Oberflächenstruktur anpassen.

Tatsächlich gibt es Methoden, bei denen die Oberfläche nicht einmal kalt sein muss, da sie direkt an einer Reaktion mit den gasförmigen Partikeln teilnimmt, die kovalent (oder Metall) darauf enden.

In der Technologieindustrie wird eine Methodik verwendet, die von diesem Anfang funktioniert und genannt wird Dampfablagerung chemischer Verbrennung.

Inverse Sublimationsbeispiele

Hochzeitsbier

Wenn ein Bier so kalt ist, dass wenn das Glas aus seiner Flasche genommen wird, wird gesagt, dass er als Freundin verkleidet ist.

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Die Bierflasche bietet die notwendige Oberfläche, damit die Wasserdampfmoleküle, h₂Oder stürzen Sie schnell und verlieren Sie schnell Energie. Wenn der Kristall schwarz ist, wird festgestellt.

Manchmal ist die Ablagerung der Luftfeuchtigkeit der Umwelt so, dass Bier mit weißem Frost bedeckt aussieht. Aber der Effekt dauert wenig, denn nach den Minuten kondensiert und befeuchtet er die Hand, wer hält und trinkt.

Frost

Ähnlich wie an den Wänden eines Bieres wird der Frost an den inneren Wänden einiger Kühlschränke abgelagert. Ebenso werden diese Schichten von Eiskristallen in der Natur in Bodenniveaus beobachtet; Es fällt nicht im Gegensatz zu Schnee vom Himmel.

Über -up -Wasserdampf kollidiert mit der Oberfläche der Blätter, Bäume, Gras usw., und gibt ihnen Wärme, um sich abzukühlen und sich auf sie zu stellen und sich in ihren charakteristischen und strahlenden kristallinen Mustern zu manifestieren.

Physische Ablagerung

Bisher wurde von Wasser gesprochen; Aber was ist mit anderen Substanzen oder Verbindungen? Wenn zum Beispiel goldene goldene Partikel in einem Schlafzimmer vorhanden sind und ein kaltes und resistentes Objekt eingeführt wird, wird eine Goldschicht darauf abgelagert. Auf die gleiche Weise würde es bei anderen Metallen oder Verbindungen passieren, sofern sie keine Druckerhöhung oder Vakuum erfordern.

Die kürzlich beschriebene Methode ist eine Methode, die als physikalische Ablagerung bezeichnet wird und in der Materialindustrie verwendet wird, um Metallbeschichtungen in bestimmten Stücken zu erstellen. Das Problem liegt nun darin, wie man gasförmige Goldatome ohne hohen Energieverbrauch erhalten kann, da sehr hohe Temperaturen erforderlich sind.

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Es ist dort, wo das Vakuum eintritt, um den Durchgang des Feststoffs zu Gas (Sublimation) sowie die Verwendung von Elektronenstrahlen zu erleichtern.

Der Ruß wird normalerweise an den Wänden der Schornsteine ​​als Beispiel für körperliche Ablagerung zitiert; Obwohl die feinen Kohlenstoffpartikel, bereits im Festkörper, und im Rauch suspendiert sind, werden einfach abgelagert, ohne die Zustandsänderung zu erleben. Dies führt zur Schwärzung der Wände.

Chemische Ablagerung

Wenn es eine chemische Reaktion zwischen Gas und Oberfläche gibt, dann handelt es sich um eine chemische Ablagerung. Diese Technik ist in der Synthese von Halbleitern üblich, bei der Beschichtung von Polymeren durch bakterizide und photokatalytische Schichten von Onkel₂, o mechanisches Schutzmaterial bereitstellen, indem Sie sie mit ZRO abdecken₂.

Dank der chemischen Ablagerung, Diamond -Oberflächen, Wolfram, Telururos, Nitrhroos, Carbiden, Silizium, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren usw.

Die Verbindungen, die das Atom haben, das abgelagert werden möchte und die auch thermisch zersetzt werden, können die Oberflächenstruktur so geben, dass es dauerhaft eingehalten wird.

Deshalb kommt es normalerweise zu organometallischen Reagenzien, die beim Zerlegen der Metallatome ohne die Notwendigkeit, sie direkt zu erhalten; Das heißt, es wäre nicht notwendig, Metallic Gold zu verwenden, sondern einen Goldkomplex, um das gewünschte goldene „plattierte“ zu erzeugen.

Beachten Sie, wie sich das anfängliche Konzept der inversen Sublimation oder der Ablagerung nach technologischen Anwendungen entwickelt.

Verweise

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