鲜花网站 临沂:固态变成气态是什么?

来源:百度文库 编辑:杭州交通信息网 时间:2024/05/01 06:10:08
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物质从固态不经过液态直接变成气态的过程叫升华。

  升华详解:指固态物质不经液态直接转变成气态的现象,可作为一种应用固-气平衡进行分离的方法。有些物质【如氧(O)】在固态时就有较高的蒸气压,因此受热后不经熔化就可直接变为水蒸气,冷凝时又复成为冰。固体物质的蒸气压与外压相等时的温度,称为该物质的升华点。在升华点时,不但在晶体表面,而且在其内部也发生了升华,作用很剧烈,易将杂质带入升华产物中。为了使升华只发生在固体表面,通常总是在低于升华点的温度下进行,此时固体的蒸气压低于内压。氯化铵也会“升华”,但其机理与一般的升华不同。加热时,由于氯化铵分解成气态的氨和氯化氢而气化,冷却时又重新结合成氯化铵而沉积下来,表观现象与升华一样,所以常把它归于升华,但其实质是不同的。

升华,指固态物质不经液态直接转变成气态的现象,可作为一种应用固-气平衡进行分离的方法。有些物质(如碘)在固态时就有较高的蒸气压,因此受热后不经熔化就可直接变为蒸气,冷凝时又复成为固体。固体物质的蒸气压与外压相等时的温度,称为该物质的升华点。在升华点时,不但在晶体表面,而且在其内部也发生了升华,作用很剧烈,易将杂质带入升华产物中。为了使升华只发生在固体表面,通常总是在低于升华点的温度下进行,此时固体的蒸气压低于外压。

升华
sublimation

物质由固相直接转变为气相的相变过程。在常温常压下,碘化钾、硫、磷、干冰和樟脑等都有明显的升华现象,冰点以下的冰也能升华。升华的分子直接从点阵结构脱出变成气态分子,需要吸热(升华潜热简称升华热)。升华热等于同种晶体的熔解热与汽化热之和。升华热随温度的升高而减少。
升华的逆过程称为凝华,是蒸气分子结晶成固体的过程。凝华时释放的热量称为凝华热,数值上等于同温度下的升华热。
升华与凝华必定同时存在,当两者达到动态平衡时,固、气两相平衡共存,此时固体外的蒸气压称为饱和蒸气压。饱和蒸气压随温度升高而增大,在p-T图上其间的关系称为升华曲线,它是固、气相的分界线,曲线上各点表示固、气两相平衡共存的各个状态。
由冰晶构成的云称为冷云,当冰晶周围的蒸气压大于冰晶的饱和蒸气压时,蒸气不断在冰晶上凝华,使之不断扩大成雪花。在不降雨的云层中撒播干冰,干冰升华时大量吸热,温度急剧下降,造成有利于凝华的条件,达到人工降水的目的。

卤化铵也会“升华”,但其机理与一般的升华不同。加热时,由于卤化铵分解成气态的氨和卤化氢而气化,冷却时又重新结合成卤化铵而沉积下来,表观现象与升华一样,所以常把它归于升华,但其实质是不同的。

简史 人类对升华现象认识得很早,东晋(公元4世纪)时葛洪在《抱朴子内篇》中即记载有:“取雌黄、雄黄烧下,其中铜铸以为器复之……百日此器皆生赤乳,长数分。”这一段话描述了三硫化二砷和四硫化四砷的升华现象。明朝李时珍著的《本草纲目》(1596)载有将水银、白矾、食盐的混合物加热升华制轻粉(氯化亚汞)法。

方法 除了常压升华以外,还有:

真空升华 由于升华与固体蒸气压和外压的相对大小有关,降低外压可以降低升华温度,在常压下不能升华或升华很慢的物质可以采用真空升华。真空升华还可防止被升华的物质因温度过高而分解或在升华时被氧化。金属镁和钐、三氯化钛、苯甲酸、糖精等都可用此法提纯。

低温升华 1976年J.W.米切尔提出低温升华技术,即将温度和压力维持在升华物质的三相点以下,使它在很低的压力(几毫米汞柱)下升华,经冷凝后捕集在冷阱中而与杂质分离。此法操作简单,产品纯度很高,例如很难用一般方法提纯成高纯试剂的过氧化氢,用此法提纯,一次即可将钴、铬、铜、铁、锰、镍等杂质从1000ng/mL降至0.4~2ng/mL。

升华 如碘加热

升华 如冰变气

升华,吸热过程