Sublimasjon

Sublimasjon av tørris i vatn.

Sublimasjon er direkte overgang frå fast stoff til gass, utan at stoffet er innom væskefasen. Dette skjer ved temperaturar og trykk under trippelpunktet i fasediagram for stoffet. Det motsette omgrepet er deposisjon.

Ved normalt trykk, vil dei fleste kjemiske stoff vere innom dei tre forskjellige aggregattilstandane ved forskjellig temperatur, og i desse tilfella vil stoffet vere innom væskefasen når det går frå gass til fast stoff. I visse tilfelle når trykket ligg til rette for det, kan stoffet går direkte frå fast stoff til gass. Merk at trykket det her er snakk om er damptrykket til stoffet, og ikkje det totale trykket til heile systemet.

Det motsette omgrepet er deposisjon. Rim er eit døme på deposisjon der vassdamp har gått direkte over til is.

Grunnstoffa og sublimasjon

Nokre stoff (som sink og kadmium) sublimerer ved låge trykk og kan derfor vere eit problem i system som inneber vakuum.

Karbondioksid er eit vanleg døme på eit kjemisk stoff som sublimerer ved normalt lufttrykk - ein klump med fast CO₂ (tørris) vil gå over til gass utan å smelte. Jod er eit anna døme på stoff som sublimerer i romtemperatur. Ein kan derimot få flytande jod i vanleg lufttrykk ved å varme den opp. Snø og andre former for is kan òg sublimere ved temperaturar under frysepunktet, men prosessen skjer sakte. Dette fenomenet blir brukt i frysetørking, der våte klede som heng utandørs i kulde seinare kan hentast heilt tørre. Naftalen, ein vanleg ingrediens i møllkuler, sublimerer òg sakte. Arsenikk kan sublimere ved høg temperatur. Sublimasjon krev meir energi enn smelting, og er ein endoterm prosess. Sublimasjonsentalpien er lik smelteentalpi pluss fordampingsentalpi.

Rensing ved sublimasjon

Eit enkelt sublimasjonsapparat. Kaldt vatn blir brukt til å felle ut kjemiske bindingar.
1 Kaldt vatn inn 2 Kaldt vatn ut 3 Vakuum/gassrøyr 4 Sublimasjonskammer 5 Sublimert stoff 6 Råmateriale 7 Oppvarming utanfrå

Sublimasjon er ein teknikk som blir brukt av kjemikarar for å reinse kjemiske sambindingar. Vanlegvis blir eit fast stoff varma opp i vakuum. Under dette redusert trykket kan det faste stoffet fordampe og kondensere som ei rein sambinding på ei kald overflate, medan restane som ikkje kondenserer vert liggande att.

Bruk

Fryseboksar og kjøleskåp fri for rim kjem av at ein har ei vifte som skapar luftsirkulasjon inne i frysaren. Temperatur under null grader og luftsirkulasjonen held lufta tørr, og på den måten aukar sublimasjonsprosessen. Dette gjer at veggane og hyllene vert fri for is, men isbitar vil framleis fryse.

Fargesublimasjon blir ofte brukt for å lage fargetrykk på forskjellige substrat, inkludert papir. Eit lite varmeapparat fordampar det faste fargestoffet, som så stivnar på papiret. Sidan slike skrivarar har svært stor kontroll på fargeblandinga, kan ein få god kvalitet på bileta sjølv om skrivaren har relativt låg oppløysing.

I alkymi er sublimasjon ein prosess der eit stoff blir varma opp til gass, og som så stivnar på toppen av varmeapparatet (vanlegvis ein kolbe eller destillasjonskolbe). Dette er ein av dei tolv alkymistiske prosessane.

Sublimasjon blir òg brukt til å lage frysetørka substansar, til dømes te, suppe eller narkotika i ein prosess kalla frysetørking der ein frys ei løysing og varmar denne opp veldig sakte under medium til stort vakuum. Dette kan skje langt under smeltepunktet til vatn viss der er organiske løysingar eller salt i substansen som vert frysetørka. Resultatet er eit fast stoff som vanlegvis er mykje lettare å løyse opp att i ei væske, og dei låge temperaturane fører til mindre skade på sensitive substansar.