20 Exemples et caractéristiques de sublimation chimique

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Robert Johnston
20 Exemples et caractéristiques de sublimation chimique

Quelque exemples de sublimation La chimie est le processus que subissent l'eau, le dioxyde de carbone, l'iode, l'arsenic ou le soufre. En eux, le changement de phase direct d'un solide à un gaz est observé sans le passage préalable à la phase liquide..

Les exemples classiques de sublimation sont établis par la glace sèche (image du bas), qui consiste en du dioxyde de carbone congelé; et l'iode, avec ses cristaux violets. Pour savoir si un composé peut se sublimer ou non, il faut se rendre sur son diagramme de phase en fonction de la pression et de la température (P-V).

Un morceau de neige carbonique réagit et neutralise une solution d'hydroxyde de sodium colorée par la phénolphtaléine. Source: Alessandro e Damiano [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)]

Dans ces diagrammes de phase, on observe un point où les trois lignes qui séparent les phases solide, liquide et gazeuse se rejoignent (et coexistent en même temps): le point triple. En dessous de ce point, il y a deux zones en équilibre: une pour le solide et une pour le gaz. Ainsi, en manipulant la pression, la transition directe solide-gaz est réalisée..

C'est pourquoi de nombreux autres composés solides sont capables de se sublimer s'ils sont chauffés en abaissant la pression ou en appliquant le vide..

Index des articles

  • 1 Exemples de sublimation
    • 1.1 Glace sèche
    • 1.2 Iode
    • 1.3 Glace et neige
    • 1.4 Menthol
    • 1,5 zinc
    • 1.6 Arsenic
    • 1.7 Composés organométalliques
    • 1.8 Fullerènes
    • 1.9 Caféine
    • 1.10 Théobromine
    • 1.11 Saccharine
    • 1.12 Morphine
    • 1.13 Camphre
    • 1.14 1,4-dichlorobenzène
    • 1.15 Benjoin
    • 1.16 Purine
    • 1.17 Arsenic
    • 1.18 Soufre
    • 1.19 Aluminium
    • 1.20 Métallurgie
    • 1.21 Impression par sublimation
    • 1.22 Sentiers de comètes
    • 1.23 sublimation d'art
    • 1.24 Encres d'imprimerie
    • 1.25 Arôme
    • 1,26 Cadmium
    • 1.27 Graphite
    • 1,28 pièce d'or
    • 1.29 Anthracène
    • 1.30 Acide salicylique
  • 2 Références

Exemples de sublimation

Glace sèche

Glace sèche ou COdeux le solide est l'exemple le plus représentatif d'une sublimation. Il est appelé sec car il ne laisse pas de trace d'humidité, il fait froid et il dégage la fumée blanche qui a tant été utilisée dans les jeux..

Dès sa fabrication (à -78,5 ºC), il commence à se sublimer à n'importe quelle température; il suffit de l'exposer au soleil pour qu'il se sublime immédiatement. Il peut être vu dans l'image suivante:

Iode

La glace sèche et l'iode sont des solides moléculaires. L'iode est composé de molécules Ideux qui s'accouplent pour établir des cristaux violets. Parce que leurs forces intermoléculaires sont faibles, une partie importante de ces cristaux se sublime plutôt que de fondre lorsqu'elle est chauffée. Cela explique pourquoi des vapeurs violettes émanent de l'iode..

Glace et neige

Aux hauteurs des sommets enneigés, la neige peut se sublimer en raison de la baisse de pression subie par ses cristaux. Cependant, une telle sublimation est extrêmement lente par rapport à la neige carbonique et à l'iode; la pression de vapeur de la glace et de la neige est beaucoup plus faible et ne se sublime donc pas aussi rapidement.

Si le facteur vent est ajouté à cette lente sublimation, qui entraîne les molécules de la surface de la glace et de la neige, érodant leur surface, alors les masses gelées finissent par être ablatées; c'est-à-dire qu'elles sont réduites en taille lors de l'épandage ou de l'épandage de collines (moraines) de neige. Dans l'image suivante, vous pouvez voir la sublimation de la glace:

Menthol

Bien que l'iode ait une certaine odeur caractéristique, du menthol nous pouvons faire ressortir une qualité partagée par tous les solides capables de se sublimer dans des conditions spécifiques de pression ou de température: ce sont des composés parfumés..

Le fait qu'un solide soit odorant signifie que sa pression de vapeur est suffisamment élevée pour que nous puissions percevoir ses molécules avec notre odorat. Ainsi, les cristaux de menthol peuvent se sublimer s'ils sont chauffés sous vide. Si les vapeurs entrent en contact avec une surface froide, elles se déposent en un ensemble de cristaux brillants et purifiés..

Par conséquent, la sublimation est une technique qui permet la purification des solides volatils; des exemples solides dont il y a encore des exemples à citer.

Zinc

Le zinc a un point d'ébullition considérablement bas (419,5 ° C) par rapport aux autres métaux. S'il est également chauffé en appliquant le vide, vos cristaux finiront par se sublimer.

Arsenic

Le cas de l'arsenic est plus distingué que celui du zinc: il n'a même pas besoin de la pression pour se sublimer à 615 ºC; température à laquelle se forment des vapeurs d'arsenic excessivement toxiques. Pour fondre ou fondre, il doit être chauffé à des pressions élevées.

Composés organométalliques

Bien qu'il ne soit pas possible de généraliser que tous les composés organométalliques peuvent se sublimer, un large répertoire d'entre eux, composé de métallocènes, M (C5H5)deux, et les carbonyles métalliques, avec des liaisons M-CO coordonnées, se subliment en raison de leurs faibles interactions intermoléculaires.

Par exemple, les métallocènes, dont le nickelocène (vert) et le vanadocène (violet), subliment puis déposent leurs cristaux dans des géométries attrayantes et lumineuses. De manière moins importante, la même chose se produit avec les carbonyles métalliques..

Fullerènes

Boules C60 et C70 ils interagissent les uns avec les autres au moyen des forces de dispersion de Londres, ne différant que par leurs masses moléculaires. La "faiblesse" relative de ces interactions donne aux fullerènes une pression de vapeur capable d'égaler la pression atmosphérique à 1796 ºC; et dans le processus, ils subliment leurs cristaux noirs.

Caféine

La caféine extraite du thé ou des grains de café peut être purifiée si elle est chauffée à 160 ºC, car au lieu de fondre, elle se sublime aussitôt. Cette méthode est utilisée pour purifier les échantillons de caféine, bien qu'une partie de son contenu soit perdue si les vapeurs s'échappent..

Théobromine

Comme la caféine, la théobromine, mais issue de chocolats ou de fèves de cacao, est purifiée par sublimation à 290 ° C une fois extraite. Le processus est facilité si le vide est appliqué.

Saccharine

Les cristaux de saccharine se subliment et sont purifiés par l'action d'un vide.

Morphine

La morphine synthétisée destinée à être utilisée comme analgésique est à nouveau purifiée par sublimation à 110 ° C et sous vide. La morphine et la caféine sont toutes deux constituées de grosses molécules, mais avec des forces intermoléculaires relativement faibles par rapport à leurs masses..

Camphre

Comme le menthol, le camphre est un solide parfumé, qui sublime les vapeurs blanches s'il est bien chauffé..

1,4-dichlorobenzène

Le 1,4-dichlorobenzène est un solide très parfumé, avec une odeur similaire au naphtalène, qui fond également à 53 ° C. A cause de cela, il faut supposer, à juste titre, qu'il peut se sublimer; même à un degré appréciable sans même échauffement et pendant un mois.

Benjoin

Comme le camphre, le benjoin, à l'odeur de camphre, est purifié par sublimation.

Purina

La purine et d'autres bases azotées peuvent se sublimer à des températures supérieures à 150 ºC et en appliquant le vide des cellules bactériennes.

Arsenic

À la température de 615 ° C, l'arsenic se sublime. Cela représente un danger étant donné la toxicité de l'élément..

Soufre

Cet élément sublime entre 25 et 50 ° C provoquant des gaz toxiques et suffocants.

Aluminium

Ce métal est sublimé à des températures supérieures à 1000 ° C pour certains procédés industriels.

Métallurgie

Certains alliages sont purifiés par des méthodes de sublimation. De cette manière, les composés qui composent l'alliage sont séparés, obtenant des produits purifiés.

Impression par sublimation

La sublimation est également utilisée pour imprimer des images sur des objets ou des surfaces en polyester ou en polyéthylène. Une image réalisée avec des pigments solides sublimables est chauffée sur l'objet pour l'imprimer en permanence. La chaleur appliquée permet également d'ouvrir les pores du matériau afin que les gaz colorés passent à travers..

Sentiers de comètes

Les traînées de comètes sont le résultat de la sublimation de leur contenu à partir de la glace et d'autres gaz gelés. Comme la pression dans le Cosmos est pratiquement inexistante, lorsque ces roches entourent une étoile, leur chaleur chauffe sa surface et les fait dégager un halo de particules gazeuses qui réfléchissent la lumière rayonnée sur elles..

Sublimation artistique

Bien qu'il quitte les domaines chimique ou physique, le mot «sublime» s'applique également à ce qui va au-delà du conventionnel; une beauté, une tendresse et une profondeur inconcevables. Du simple ou du clair (solide), une œuvre artistique ou tout autre élément peut s'élever (gaz) pour se transformer en quelque chose de sublime.

Encres d'imprimerie

Les imprimantes à sublimation sèche utilisent le processus de sublimation pour imprimer des images de qualité photo. Le processus commence lorsqu'il existe des films spéciaux contenant des pigments solides qui, lorsqu'ils sont chauffés, se subliment et sont ensuite recapturés..

Les images peuvent être imprimées sur des doublures en polyester, des pots ou une feuille d'aluminium ou de chrome.

Arômes

Les assainisseurs d'air solides subliment également. Ces composés sont généralement des esters, y compris ceux qui pendent dans les toilettes. C'est ainsi que les produits chimiques sont mis directement dans l'air et rendent l'odeur fraîche.

Cadmium

Un autre élément qui sublime à basse pression. Ceci est particulièrement problématique dans les situations de vide poussé..

Graphite

Ce matériau est sublimé en faisant passer un courant électrique d'intensité élevée dans un vide poussé. Cette procédure est utilisée en microscopie électronique à transmission pour rendre les échantillons conducteurs et avoir une résolution plus élevée..

Or

La sublimation d'or est utilisée pour fabriquer des médailles bon marché et des bijoux "plaqués or". Il est également utilisé pour le traitement d'échantillons de microscopie électronique à balayage.

Anthracène

C'est un solide blanc qui se sublime facilement. Cette méthode est généralement utilisée pour la purification.

Acide salicylique

Il s'utilise en pommade pour soulager la fièvre car il se sublime facilement. Cette méthode est également utilisée pour sa purification.

Les références

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