Chemické odparovanie v tom, čo obsahuje, aplikácie a príklady



chemické odparovanie je proces, ktorým sa molekuly kvapaliny oddeľujú od jej povrchu a idú do plynného stavu. Je to proces, ktorý absorbuje energiu, a preto je endotermický. Molekuly blízko povrchu kvapaliny zvyšujú ich kinetickú energiu, aby sa odparili.

V dôsledku tohto zvýšenia energie sily kohézie alebo intermolekulovej príťažlivosti medzi týmito molekulami oslabujú a unikajú z kvapalnej fázy do plynnej fázy. V neprítomnosti hraníc, kde sa plynné molekuly oživia, aby znova prenikli do kvapaliny, to všetko úplne vyparí.

Na rozdiel od varu sa odparovanie môže uskutočniť pri akejkoľvek teplote pred tým, než sa kvapalina varí. Tento fenomén je dôvodom, prečo je možné vidieť výpary vody z lesov, ktoré pri kontakte so studeným vzduchom kondenzujú mikro kvapky vody, čo im dáva bielu farbu..

Kondenzácia je reverzný proces, ktorý môže alebo nemusí vytvoriť rovnováhu s odparovaním, ku ktorému dochádza v kvapaline.

Existujú faktory, ktoré ovplyvňujú odparovanie, ako napríklad: rýchlosť procesu alebo počet molekúl, ktoré sa môžu odpariť z kvapaliny; druh alebo typ kvapaliny; teplota, pri ktorej je kvapalina vystavená, alebo ak je v uzavretej alebo otvorenej nádobe vystavenej prostrediu.

Ďalším príkladom chemického odparovania sa vyskytuje v našom tele: pri potení sa časť potnej kvapaliny odparuje. Odparovanie potu zanecháva v organizme chladný pocit v dôsledku odparovania.

index

  • 1 Čo sa skladá z odparovania??
    • 1.1 Kohézne sily
  • 2 Faktory podieľajúce sa na chemickom odparovaní
    • 2.1 Druh kvapaliny
    • 2.2 Teplota
    • 2.3 Uzavretý alebo otvorený kontajner
    • 2.4 Koncentrácia odparených molekúl
    • 2.5 Tlak a povrch kvapaliny
  • 3 Aplikácie
    • 3.1 Odparovacie chladenie
    • 3.2 Sušenie materiálov
    • 3.3 Sušenie látok
  • 4 Príklady
  • 5 Referencie

Z čoho sa skladá odparovanie??

Pozostáva z schopnosti alebo vlastností molekúl nachádzajúcich sa na povrchu kvapaliny transformovať na pary. Z termodynamického hľadiska je pre odparovanie potrebná absorpcia energie.

Odparovanie je proces, ktorý sa vyskytuje v molekulách, ktoré sú umiestnené na úrovni voľného povrchu kvapaliny. Energetický stav molekúl, ktoré tvoria kvapalinu, je základom pre zmenu z kvapalného do plynného stavu.

Kinetická energia alebo energia, ktorá je výsledkom pohybu častíc tela, je maximálna v plynnom stave.

Kohézne sily

Aby sa tieto molekuly dostali z kvapalnej fázy, musia zvýšiť svoju kinetickú energiu, aby sa mohli odpariť. So zvyšovaním kinetickej energie sa kohezívna sila molekúl v blízkosti povrchu kvapaliny znižuje.

Sila súdržnosti je tá, ktorá vyvíja molekulárnu príťažlivosť, ktorá pomáha udržať molekuly spolu. Odparovanie vyžaduje príspevok energie, ktorú poskytujú častice okolitého média na zníženie uvedenej sily.

Opačný proces odparovania sa nazýva kondenzácia: molekuly, ktoré sú v plynnom stave, sa vracajú do kvapalnej fázy. Vyskytuje sa vtedy, keď sa molekuly v plynnom stave zrazia s povrchom kvapaliny a opäť sa zachytia v kvapaline.

Odparovanie, ako viskozita, povrchové napätie, medzi inými chemickými vlastnosťami, sa líšia pre každú z kvapalín. Chemické odparovanie je proces, ktorý závisí od typu kvapaliny, okrem iných faktorov, ktoré sú podrobne uvedené v nasledujúcej časti.

Faktory podieľajúce sa na chemickom odparovaní

Proces odparovania ovplyvňuje alebo inhibuje celý rad faktorov. Tento typ kvapaliny, teplota, prítomnosť vzdušných prúdov, vlhkosť prostredia, medzi mnoho ďalších faktorov.

charakter kvapaliny

Každý typ kvapaliny bude mať svoju vlastnú silu súdržnosti alebo príťažlivosti, ktorá existuje medzi molekulami, ktoré ju tvoria. V olejových kvapalinách, ako je olej, sa odparovanie všeobecne uskutočňuje v menšom pomere ako v týchto vodných kvapalinách.

Napríklad vo vode sú kohézne sily reprezentované vodíkovými mostíkmi, ktoré sú vytvorené medzi ich molekulami. Atómy H a O, ktoré tvoria molekulu vody, sú držané spolu polárnymi kovalentnými väzbami.

Kyslík je viac elektronegatívny ako vodík, čo uľahčuje molekule vody vytvoriť vodíkové väzby s inými molekulami.

Teplota

Teplota je faktor, ktorý ovplyvňuje kinetickú energiu molekúl, ktoré tvoria kvapaliny a plyny. Existuje minimálna kinetická energia potrebná na to, aby molekuly unikli z povrchu kvapaliny.

Pri nízkej teplote je časť molekúl kvapaliny, ktoré majú dostatočnú kinetickú energiu, aby sa mohli odpariť, malá. To znamená, že pri nízkej teplote bude odparovanie, ktoré kvapalina predstavuje, menšie; a preto bude odparovanie pomalšie.

Naopak, odparovanie sa bude zvyšovať s rastúcou teplotou. Zvýšením teploty sa tiež zvýši podiel molekúl kvapaliny, ktoré získavajú kinetickú energiu potrebnú na odparenie.

Uzavretý alebo otvorený kontajner

Chemické odparovanie sa bude líšiť v závislosti od toho, či je nádoba, v ktorej je kvapalina umiestnená, uzavretá alebo otvorená vystavená vzduchu.

Ak je kvapalina v uzavretej nádobe, molekuly, ktoré sa odparia, sa rýchlo vracajú do kvapaliny; to znamená, že kondenzujú pri kolízii s fyzickým okrajom, ako sú steny alebo veko.

Dynamická rovnováha sa vytvára v tejto uzavretej nádobe medzi procesom odparovania, ktorý kvapalina podlieha kondenzácii.

Ak je nádoba otvorená, kvapalina sa môže kontinuálne odparovať dokonca až na svoju celkovú hmotnosť v závislosti od času vystavenia vzduchu. V otvorenej nádobe nie je žiadna príležitosť na vytvorenie rovnováhy medzi odparovaním a kondenzáciou.

Keď je nádoba otvorená, kvapalina je vystavená prostrediu, ktoré uľahčuje difúziu odparených molekúl. Vzduchové prúdy navyše vytlačujú odparené molekuly, ktoré ich nahrádzajú inými plynmi (väčšinou dusíkom a kyslíkom)..

Koncentrácia odparených molekúl

Určuje sa aj koncentrácia, ktorá existuje v plynnej fáze molekúl, ktoré sa odparujú. Tento proces odparovania sa zníži, ak je vo vzduchu alebo v prostredí vysoká koncentrácia odparujúcej sa látky.

Aj keď je vo vzduchu vysoká koncentrácia rôznych odparených látok, rýchlosť odparovania akejkoľvek inej látky sa znižuje.

Táto koncentrácia odparených látok sa vyskytuje hlavne v tých prípadoch, kde nie je dostatočná recirkulácia vzduchu.

Tlak a povrchová plocha kvapaliny

Ak je na molekule povrchu kvapaliny menší tlak, odparovanie týchto molekúl bude výhodnejšie. Čím širšia je plocha odkrytého povrchu kvapaliny do vzduchu, tým rýchlejšie sa odparuje.

aplikácie

Chladenie odparovaním

Je už jasné, že len kvapalné molekuly, ktoré zvyšujú ich kinetickú energiu, menia svoju kvapalnú fázu na plynnú fázu. Súčasne v molekulách kvapaliny, ktoré neunikajú, dochádza k poklesu kinetickej energie s poklesom teploty.

Teplota kvapaliny, ktorá je v tejto fáze stále zachovaná, klesá, ochladzuje sa; Tento proces sa nazýva odparovacie chladenie. Tento jav umožňuje vysvetliť, prečo sa kvapalina bez odparovania pri chladení môže absorbovať teplo z okolitého prostredia.

Ako je uvedené vyššie, tento proces umožňuje regulovať telesnú teplotu nášho tela. Tento proces odparovania sa používa aj na chladenie prostredia pomocou odparovacích chladičov.

Sušenie materiálov

-Odparovanie na priemyselnej úrovni sa okrem iného používa na sušenie rôznych materiálov vyrobených z tkaniny, papiera, dreva.

-Proces odparovania tiež slúži na separáciu rozpustených látok, ako sú soli, minerály, medzi inými rozpustenými kvapalnými roztokmi.

-Odparovanie sa používa na sušenie predmetov, vzoriek.

-Umožňuje regeneráciu mnohých chemických látok alebo produktov.

Sušenie látok

Tento proces je nevyhnutný pre sušenie látok vo veľkom počte biomedicínskych a výskumných laboratórií vo všeobecnosti.

Existujú odstredivé a rotačné odparky, ktoré sa používajú na maximalizáciu eliminácie rozpúšťadiel viacerých látok naraz. V týchto zariadeniach alebo špeciálnych zariadeniach sa koncentrujú vzorky, ktoré sa pomaly odparujú do procesu odparovania.

Príklady

-Príklad chemického odparovania sa vyskytuje v ľudskom tele, keď je prezentovaný proces potenia. Potenie sa odparuje, telo má tendenciu ochladzovať sa a dochádza k poklesu telesnej teploty.

Tento proces odparovania potu a následné chladenie tela prispieva k regulácii telesnej teploty.

-Sušenie odevu sa vykonáva aj vďaka procesu odparovania vody. Oblečenie sa ukladá tak, že prúd vzduchu vytláča plynné molekuly a tým dochádza k väčšiemu odparovaniu. Tiež tu ovplyvňuje teplotu alebo teplo prostredia a atmosférický tlak.

-Pri výrobe lyofilizovaných produktov, ktoré sa skladujú a predávajú v suchom stave, ako je sušené mlieko, dochádza tiež k odparovaniu liečiv. Toto odparovanie sa však uskutočňuje vo vákuu a nie zvýšením teploty.

Ďalšie príklady.

referencie

  1. Chémia LibreTexts. (20. mája 2018). Odparovanie a kondenzácia. Zdroj: chem.libretexts.org
  2. Jimenez, V. a Macarulla, J. (1984). Fyziologická fyziológia. (6ta. ed). Madrid: Interamericana
  3. Whitten, K., Davis, R., Peck M. a Stanley, G. (2008). Chémia. (8ava. ed). CENGAGE Učenie: Mexiko.
  4. Wikipedia. (2018). Odparovanie. Zdroj: https://en.wikipedia.org/wiki/Evaporation
  5. Fennel J. (2018). Čo je to odparovanie? - Definícia a príklady. Štúdia. Zdroj: study.com
  6. Malesky, Mallory. (16. apríl 2018). Príklady odparovania a destilácie. Sciencing. Zdroj: sciencing.com