20 Exemplos de sublimação química e características - Ciência - 2023

Contente

Alguns exemplos de sublimação Química são os processos pelos quais passam água, dióxido de carbono, iodo, arsênico ou enxofre. Neles, a mudança direta de fase de sólido para gasoso é observada sem a transição prévia para a fase líquida.

Os exemplos clássicos de sublimação são estabelecidos por gelo seco (imagem inferior), que consiste em dióxido de carbono congelado; e iodo, com seus cristais roxos. Para saber se um composto pode ou não sublimar, é necessário consultar o seu diagrama de fases em função da pressão e da temperatura (P-V).

Nestes diagramas de fase é observado um ponto onde as três linhas que separam as fases sólida, líquida e gasosa se unem (e coexistem ao mesmo tempo): o ponto triplo. Abaixo deste ponto, existem duas zonas em equilíbrio: uma para o sólido e outra para o gás. Assim, ao manipular a pressão, a transição direta sólido-gás é alcançada.

É por isso que muitos outros compostos sólidos são capazes de sublimar se aquecidos pela redução da pressão ou aplicação de vácuo.

Exemplos de sublimação

Gelo seco

Gelo seco ou CO₂ sólido é o exemplo mais representativo de uma sublimação. É chamado de seco porque não deixa vestígios de umidade, é frio e emite a fumaça branca que tanto se usa nas brincadeiras.

Assim que é fabricado (a -78,5 ºC) começa a sublimar a qualquer temperatura; apenas exponha ao sol para que sublime imediatamente. Pode ser visto na seguinte imagem:

Iodo

Tanto o gelo seco quanto o iodo são sólidos moleculares. O iodo é feito de moléculas I₂ aquele companheiro para estabelecer cristais roxos. Como suas forças intermoleculares são fracas, uma porção significativa desses cristais sublima em vez de derreter quando aquecido. O acima explica porque os vapores roxos emanam do iodo.

Gelo e neve

Nas alturas dos picos nevados, a neve pode sublimar devido à menor pressão sofrida por seus cristais. No entanto, essa sublimação é extremamente lenta em comparação com o gelo seco e o iodo; a pressão de vapor do gelo e da neve é muito mais baixa e, portanto, não sublima tão rapidamente.

Se o fator vento é adicionado a essa sublimação lenta, que arrasta as moléculas da superfície do gelo e da neve erodindo sua superfície, então as massas congeladas acabam sendo ablacionadas; isto é, eles são reduzidos em tamanho ao espalhar ou espalhar colinas (morenas) de neve. A imagem a seguir mostra a sublimação do gelo:

Mentol

Embora o iodo tenha um certo odor característico, do mentol podemos extrair uma qualidade compartilhada por todos os sólidos, capaz de se sublimar sob condições específicas de pressão ou temperatura: são compostos perfumados.

O fato de um sólido ser odorífero significa que sua pressão de vapor é alta o suficiente para que possamos perceber suas moléculas com nosso olfato. Assim, os cristais de mentol podem sublimar se forem aquecidos no vácuo. Se os vapores entrarem em contato com uma superfície fria, eles formarão uma coleção de cristais purificados e brilhantes.

Portanto, a sublimação é uma técnica que permite a purificação de sólidos voláteis; exemplos sólidos dos quais ainda precisam ser mencionados.

Zinco

O zinco tem um ponto de ebulição consideravelmente baixo (419,5ºC) em comparação com outros metais. Se ele também for aquecido pela aplicação de vácuo, seus cristais acabarão por sublimação.

Arsênico

O caso do arsênio é mais distinto que o do zinco: não precisa nem da pressão para diminuir para sublimar a 615ºC; temperatura na qual os vapores de arsênio excessivamente tóxicos são formados. Para derreter ou derreter, deve ser aquecido a altas pressões.

Compostos Organometálicos

Embora não se possa generalizar que todos os compostos organometálicos possam sublimar, um amplo repertório deles, constituído por metalocenos, M (C₅H₅)₂, e carbonilas metálicas, com ligações M-CO coordenadas, sublimam por causa de suas interações intermoleculares fracas.

Por exemplo, metalocenos, incluindo níqueloceno (verde) e vanadoceno (roxo), sublimam e então depositam seus cristais em geometrias atraentes e brilhantes. De forma menos impressionante, o mesmo é verdadeiro para carbonilas metálicas.

Fulerenos

Bolas C₆₀ e C₇₀ eles interagem uns com os outros por meio das forças de dispersão de Londres, diferindo apenas por suas massas moleculares. A relativa "fraqueza" de tais interações dá aos fulerenos uma pressão de vapor capaz de se igualar à pressão atmosférica a 1796 ºC; e no processo, eles sublimam seus cristais negros.

Cafeína

A cafeína extraída do chá ou dos grãos de café pode ser purificada se for aquecida a 160 ºC, pois em vez de derretê-la sublima de uma vez. Este método é usado para purificar amostras de cafeína, embora parte de seu conteúdo seja perdido se os vapores escaparem.

Teobromina

Como a cafeína, a teobromina, mas proveniente de chocolates ou grãos de cacau, é purificada por sublimação a 290ºC uma vez extraída. O processo é facilitado se um vácuo for aplicado.

Sacarina

Os cristais de sacarina sublimam e são purificados pela ação do vácuo.

Morfina

A morfina sintetizada para ser utilizada como analgésico é purificada, novamente, por sublimação a 110ºC e aplicação de vácuo. Tanto a morfina quanto a cafeína consistem em moléculas grandes, mas com forças intermoleculares relativamente fracas em relação às suas massas.

Cânfora

Como o mentol, a cânfora é um sólido perfumado, que sublima os vapores brancos se devidamente aquecido.

1,4-diclorobenzeno

O 1,4-diclorobenzeno é um sólido muito perfumado, com odor semelhante ao naftaleno, que também funde a 53ºC. Por isso, deve-se supor, com razão, que ela pode sublimar; mesmo em um grau apreciável, mesmo sem aquecimento e por um mês.

Benjoim

Como a cânfora, o benjoim, com um odor semelhante ao da cânfora, é purificado por sublimação.

Purina

Purina e outras bases nitrogenadas podem sublimar a temperaturas superiores a 150ºC e aplicando vácuo de células bacterianas.

Arsênico

À temperatura de 615 ° C, o arsênio sublima. Isso representa um perigo, dada a toxicidade do elemento.

Enxofre

Este elemento sublima entre 25 e 50 ° C causando gases tóxicos e sufocantes.

Alumínio

Este metal é sublimado em temperaturas acima de 1000 ° C para determinados processos industriais.

Metalurgia

Certas ligas são purificadas por métodos de sublimação. Dessa forma, os compostos que compõem a liga são separados, obtendo-se produtos purificados.

Impressão por sublimação

A sublimação também é usada para imprimir imagens em objetos ou superfícies de poliéster ou polietileno. Uma imagem feita com pigmentos sólidos sublimáveis é aquecida no objeto para imprimi-lo permanentemente nele. O calor aplicado também ajuda os poros do material a se abrirem para que os gases coloridos passem por eles.

Trilhas de cometas

Os rastros do cometa são o resultado da sublimação de seu conteúdo do gelo e de outros gases congelados. Como a pressão no Cosmos é praticamente inexistente, quando essas rochas circundam uma estrela, seu calor aquece sua superfície e faz com que elas emitam um halo de partículas gasosas que refletem a luz irradiada sobre elas.

Sublimação artística

Embora vá além dos domínios químico ou físico, a palavra "sublime" também se aplica ao que vai além do convencional; uma beleza, ternura e profundidade inconcebíveis. Do simples ou do plano (sólido), uma obra artística ou qualquer outro elemento pode subir (gás) para se transformar em algo sublime.

Tintas de impressão

As impressoras de sublimação a seco usam o processo de sublimação para imprimir imagens com qualidade fotográfica. O processo começa quando há filmes especiais que contêm pigmentos sólidos que, ao serem aquecidos, sublimam e são posteriormente recapturados.

As imagens podem ser impressas em luvas de poliéster, potes ou folha de alumínio ou cromo.

Aromas

Os purificadores de ar sólidos também sublimam. Esses compostos são geralmente ésteres, incluindo aqueles que ficam no vaso sanitário. É assim que os produtos químicos chegam diretamente ao ar e tornam o cheiro fresco.

Cádmio

Outro elemento que sublima a baixa pressão. Isso é especialmente problemático em situações em que você está trabalhando em alto vácuo.

Grafite

Este material é sublimado pela passagem de uma corrente elétrica de alta amperagem em alto vácuo. Este procedimento é usado em microscopia eletrônica de transmissão para tornar as amostras condutoras e com maior resolução.

Ouro

A sublimação de ouro é usada para fazer medalhas baratas e joias "folheadas a ouro". Ele também é usado para o tratamento de amostras de microscopia eletrônica de varredura.

Antraceno

É um sólido branco que se sublima facilmente. Este método é geralmente usado para purificação.

Ácido salicilico

É usado como pomada para aliviar a febre, uma vez que se sublima facilmente. Este método também é usado para sua purificação.

Referências

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning.
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (13 de janeiro de 2019). Definição de Sublimação (Transição de Fase em Química). Recuperado de: Thoughtco.com
Sheila Morrissey. (2019). O que é sublimação em química? - Definição, Processo e Exemplos. Estude. Recuperado de: study.com
Chris P. Schaller, Ph.D. (s.f.). Sublimação. Recuperado de: workers.csbsju.edu
Sean Wilson. (6 de outubro de 2013). Isolamento de cafeína de folhas de chá via extração ácido-base líquido-líquido. Recuperado de: edspace.american.edu
J. E. Taylor e co. Frinters. (1867). O jornal farmacêutico e transações, Volume 9. Recuperado de: books.google.co.ve
Universidade de Toronto Scarborough. (s.f.). Sublimação. Recuperado de: utsc.utoronto.ca
Grupo de Trabalho da IARC sobre Avaliação de Risco Carcinogênico para Humanos. (1991). Café, Chá, Mate, Metilxantinas e Metilglioxal. Lyon (FR): Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer. (Monografias da IARC sobre a avaliação de riscos cancerígenos para humanos, nº 51.) Teobromina. Recuperado de: ncbi.nlm.nih.gov
C. Pan et al. (1992). Determinação das pressões de sublimação de uma solução sólida de fulereno (C60 / C70). Recuperado de: pubs.acs.org
A Universidade Aberta. (27 de setembro de 2007). Tirando a cafeína do chá. Recuperado de: open.edu
Jackie Vlahos. (12 de outubro de 2018). O que é impressão por sublimação? | Terminologia de impressão 101. Recuperado de: printi.com