Sublimasi: Dari Padat Langsung ke Gas

Sublimasi adalah istilah untuk kapan masalah menjalani transisi fase langsung dari padat ke bentuk gas, atau uap, tanpa melewati fase cair yang lebih umum antara keduanya. Ini adalah kasus penguapan tertentu. Sublimasi mengacu pada perubahan fisik transisi, dan bukan pada kasus di mana padatan dikonversi menjadi gas karena reaksi kimia. Karena perubahan fisik dari padatan menjadi gas membutuhkan penambahan energi ke dalam zat, itu adalah contoh dari perubahan endotermik.

Transisi fase tergantung pada suhu dan tekanan material yang dimaksud. Dalam kondisi normal, seperti umumnya dijelaskan oleh teori kinetik, menambahkan panas menyebabkan atom-atom dalam padatan memperoleh energi dan menjadi kurang terikat satu sama lain. Tergantung pada struktur fisik, ini biasanya menyebabkan padatan meleleh menjadi bentuk cair.

Jika Anda melihat diagram fase, yang merupakan grafik yang menggambarkan keadaan materi untuk berbagai tekanan dan volume. "Tiga titik" pada diagram ini mewakili tekanan minimum yang dapat diambil zat pada fase cair. Di bawah tekanan itu, ketika suhu turun di bawah tingkat fase padat, ia langsung beralih ke fase gas.

Konsekuensi dari ini adalah bahwa jika titik rangkap berada pada tekanan tinggi, seperti dalam kasus karbon dioksida padat (atau es kering), maka sublimasi sebenarnya lebih mudah daripada melelehkan zat tersebut karena tekanan tinggi yang diperlukan untuk mengubahnya menjadi cairan biasanya merupakan tantangan yang harus dibuat.

Satu cara untuk memikirkan hal ini adalah bahwa jika Anda ingin melakukan sublimasi, Anda perlu mendapatkan bahan di bawah triple point dengan menurunkan tekanan. Metode yang sering digunakan oleh para ahli kimia adalah menempatkan zat dalam ruang hampa dan mengalirkan panas, dalam alat yang disebut alat sublimasi. Vakum berarti tekanannya sangat rendah, sehingga zat yang biasanya meleleh ke dalam bentuk cair akan langsung menyublim menjadi uap dengan penambahan panas.

Ini adalah metode yang digunakan oleh ahli kimia untuk memurnikan senyawa dan dikembangkan pada masa pra-kimia alkimia sebagai cara untuk membuat uap elemen yang dimurnikan. Gas-gas yang dimurnikan ini kemudian dapat melalui proses kondensasi, dengan hasil akhirnya menjadi padatan yang dimurnikan, karena keduanya suhu sublimasi atau suhu kondensasi akan berbeda untuk kotoran daripada untuk yang diinginkan padat.

Satu catatan pertimbangan tentang apa yang saya jelaskan di atas: kondensasi sebenarnya akan mengambil gas menjadi cairan, yang kemudian akan membeku kembali menjadi padatan. Mungkin juga untuk mengurangi suhu sambil mempertahankan tekanan rendah, menjaga seluruh sistem di bawah titik tripel, dan ini akan menyebabkan transisi langsung dari gas menjadi padat. Proses ini disebut endapan.