SUBLIMASI TERBALIK: KONSEP DAN CONTOH - KIMIA - 2026

The pemejalwapan terbalik adalah satu proses termodinamik di mana perubahan berlaku dari negeri gas eksotermik kepada pepejal tanpa terlebih dahulu menjadi cecair. Ia juga dikenal dengan nama sublimasi regresif, penyingkiran, atau pemendapan; yang terakhir adalah yang paling banyak digunakan di sekolah dan teks ensiklopedik.

Pemejalwapan terbalik dikatakan sebagai proses eksotermik kerana zarah-zarah gas (atom atau molekul) mesti kehilangan tenaga melepaskan haba ke persekitaran; sedemikian rupa sehingga cukup sejuk untuk membentuk kristal, memantapkan, atau membeku di permukaan.

Pemejalwapan terbalik berlaku di mana sahaja terdapat permukaan yang cukup sejuk untuk kristal disimpan di atasnya secara langsung dari fasa gas. Sumber: Pixabay.

Kata 'deposisi' (dan bukan 'deposisi') bermaksud bahawa zarah itu didepositkan dari fasa gas tanpa membasahi permukaan penerima. Itulah sebabnya fenomena sublimasi terbalik sering dijumpai pada objek berais; seperti dengan fros yang disimpan di daun atau pemandangan musim sejuk.

Pemendapan sedemikian sering dikesan oleh lapisan kristal nipis; walaupun ia juga boleh dibuat daripada serbuk atau tanah liat yang kelihatan. Dengan mengendalikan proses ini, bahan multilayer baru dapat dirancang, di mana setiap lapisan terdiri daripada pepejal tertentu yang disimpan oleh proses kimia atau fizikal.

Konsep pemejalwapan terbalik

Pemejalwapan terbalik, seperti namanya sendiri, adalah fenomena yang berlawanan dengan pemejalwapan: ia tidak bermula dari pepejal yang menguap, tetapi dari gas yang menguat atau membeku.

Sekiranya anda berfikir secara molekul, akan kelihatan luar biasa bahawa gas dapat menyejuk sehingga ia bahkan tidak mengembun di tempat pertama; iaitu, bahawa ia berlalu ke keadaan cair.

Peranan permukaan

Sebuah gas, sangat tidak teratur dan tersebar, tiba-tiba berjaya menyusun semula zarahnya dan menjadikan dirinya sebagai pepejal (apa sahaja penampilannya).

Dengan sendirinya ini akan menjadi kinetik dan termodinamik sukar, kerana memerlukan sokongan yang menerima zarah-zarah gas dan memusatkannya sehingga mereka saling berinteraksi sambil kehilangan tenaga; iaitu semasa mereka menyejuk. Di sinilah permukaan yang terkena gas berpartisipasi: berfungsi sebagai penyokong dan penukar haba.

Zarah-zarah gas bertukar haba dengan permukaan yang lebih sejuk atau sejuk, sehingga mereka menjadi perlahan dan sedikit demi sedikit inti kristal pertama terbentuk. Pada inti ini, lebih sejuk daripada gas di sekitarnya, zarah-zarah lain mulai tersimpan, yang dimasukkan ke dalam strukturnya.

Hasil akhir dari proses ini ialah lapisan kristal atau pepejal akhirnya terbentuk di permukaan.

Syarat

Agar sublimasi terbalik berlaku, salah satu daripada kedua-dua keadaan ini mesti ada: permukaan yang bersentuhan dengan gas mesti mempunyai suhu di bawah titik beku; atau gas harus didinginkan, sedemikian rupa sehingga setelah menyentuh permukaan, ia akan tersimpan ketika mengganggu kestabilan tujuannya.

Sebaliknya, pemendapan juga boleh berlaku semasa gas panas. Sekiranya permukaannya cukup sejuk, suhu tinggi gas akan memindahkannya secara tiba-tiba dan menyebabkan zarah-zarahnya menyesuaikan diri dengan struktur permukaan.

Sebenarnya, ada kaedah di mana permukaannya tidak harus sejuk, kerana ia terlibat secara langsung dalam reaksi dengan zarah-zarah gas yang berakhir secara kovalen (atau logam) yang tersimpan di atasnya.

Dalam industri teknologi, metodologi yang berfungsi dari prinsip ini digunakan secara meluas dan disebut pemendapan wap kimia oleh pembakaran.

Contoh pemejalwapan terbalik

Bir berpakaian seperti pengantin perempuan

Apabila bir sejuk sehingga gelas botolnya ditutup dengan warna putih ketika dibawa keluar dari peti sejuk, dikatakan bahawa ia berpakaian seperti pengantin perempuan.

Botol bir menyediakan kawasan permukaan yang diperlukan agar molekul wap air, H ₂ O, bertembung dan kehilangan tenaga dengan cepat. Sekiranya kaca berwarna hitam, anda akan melihat bagaimana ia menjadi putih entah dari mana, dan anda boleh merobeknya dengan kuku anda untuk menulis mesej atau melukis gambar di atasnya.

Kadang-kadang pemendapan kelembapan dari persekitaran sedemikian rupa sehingga bir kelihatan ditutup dengan fros putih; tetapi kesannya tidak bertahan lama, kerana ketika minit berlalu ia mengembun dan membasahi tangan mereka yang memegangnya dan meminumnya.

Fros

Sama seperti yang berlaku di dinding bir, fros disimpan di dinding bahagian dalam beberapa peti sejuk. Begitu juga, lapisan kristal ais ini diperhatikan secara semula jadi di permukaan tanah; ia tidak jatuh dari langit tidak seperti salji.

Wap air yang sejuk akan bertembung dengan permukaan daun, pokok, rumput, dan lain-lain, dan akhirnya memberi mereka haba, agar dapat menyejukkan badan dan dapat menetap di atasnya, dan terserlah pada ciri-ciri dan corak kristal yang berseri.

Pemendapan fizikal

Sehingga kini, terdapat perbincangan mengenai air; Tetapi bagaimana dengan bahan atau sebatian lain? Sekiranya terdapat zarah emas gas di dalam ruang, misalnya, dan objek sejuk dan tahan diperkenalkan, maka lapisan emas akan disimpan di atasnya. Perkara yang sama akan berlaku pada logam atau sebatian lain, asalkan tidak memerlukan peningkatan tekanan atau vakum.

Yang baru saja dijelaskan adalah mengenai kaedah yang disebut pemendapan fizikal, dan ia digunakan dalam industri bahan untuk membuat lapisan logam pada bahagian tertentu. Sekarang, masalahnya terletak pada bagaimana mendapatkan atom emas gas tanpa penggunaan tenaga yang tinggi, kerana suhu yang sangat tinggi diperlukan.

Di sinilah vakum masuk, untuk memudahkan laluan dari pepejal ke gas (pemejalwapan), serta penggunaan sinar elektron.

Jelaga di dinding cerobong sering disebut sebagai contoh pemendapan fizikal; walaupun, zarah-zarah karbon yang sangat halus, sudah dalam keadaan pepejal, dan terampai di asap, hanya menetap tanpa mengalami perubahan keadaan. Ini menyebabkan menghitamkan dinding.

Pemendapan kimia

Sekiranya terdapat tindak balas kimia antara gas dan permukaan, maka ia adalah pemendapan kimia. Teknik ini biasa digunakan dalam sintesis semikonduktor, dalam lapisan polimer oleh lapisan bakterisida dan fotokatalitik TiO ₂ , atau untuk menyediakan bahan perlindungan mekanikal dengan melapisi mereka dengan ZrO ₂ .

Berkat pemendapan kimia, permukaan berlian, tungsten, Tellurides, nitrida, karbida, silikon, graphenes, nanotube karbon adalah mungkin ada.

Sebatian yang mempunyai atom M untuk disimpan, dan juga rentan terhadap penguraian terma, dapat menghasilkan M ke struktur permukaan sehingga menjadi terpasang secara kekal.

Itulah sebabnya reagen organometallic biasanya digunakan, yang apabila terurai melepaskan atom logam tanpa perlu mendapatkannya langsung dari itu; iaitu tidak perlu menggunakan emas logam, melainkan kompleks emas untuk membuat “penyaduran” emas yang diinginkan.

Perhatikan bagaimana konsep awal penyebaran atau pemendapan terbalik akhirnya berkembang mengikut aplikasi teknologi.

Rujukan

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Edisi ke-8.) Pembelajaran CENGAGE.
2. Maria Estela Raffino. (12 November 2019). Pemejalwapan terbalik. Dipulihkan dari: concept.de
3. Wikipedia. (2019). Pemendapan (peralihan fasa). Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (13 Januari 2019). Definisi Pemendapan dalam Kimia. Dipulihkan dari: thinkco.com
5. Malesky, Mallory. (06 Disember 2019). Perbezaan Antara Pemendapan & Sublimasi. sciencing.com. Dipulihkan dari: sciencing.com
6. Ensiklopedia Contoh (2019). Pemendapan Dipulihkan dari: example.co