Сублімацыя (фізіка)

Субліма́цыя, узгонка — пераход рэчыва з цвёрдага стану адразу ў газападобны, абыходзячы вадкі. Паколькі пры узгонцы змяняецца удзельны аб'ём рэчывы і паглынаецца энергія (цеплыня сублімацыі), узгонка з’яўляецца фазавым пераходам першага роду.

Сублімацыйная крывая вадзянога лёду — раўнаважны ўчастак «цвёрдае цела — газ» на фазавай дыяграме вады

Зваротным працэсам з’яўляецца дэсублімацыя. Прыкладам дэсублімацыі з’яўляюцца такія атмасферныя з’явы, як іней на паверхні зямлі і шэрань на ветках дрэў і правадах.

Прыклады узгонкі

Сублімацыя ёду

Узгонка характэрна, напрыклад, для элементарнага ёду I₂, які пры нармальных умовах не мае вадкай фазы: чорныя з блакітным адлівам крышталі адразу ператвараюцца (сублімуюць) у газападобны малекулярны ёд (медыцынскі «ёд» уяўляе сабой спіртавы раствор).

Сублімацыя лёду

Добра паддаецца узгонцы лёд, што вызначыла шырокае прымяненне дадзенага працэсу як аднаго са спосабаў сушкі. Пры прамысловай узгонцы спачатку вырабляюць замарозку зыходнага цела, а затым змяшчаюць яго ў вакуумную або запоўненую інэртнымі газамі камеру. Фізічна працэс ўзгонкі працягваецца да таго часу, пакуль канцэнтрацыя вадзяных пар у камеры не дасягне нармальнага для дадзенай тэмпературы ўзроўню, у сувязі з чым залішнія вадзяныя пары пастаянна адпампоўваюць. Узгонка прымяняецца ў хімічнай прамысловасці, у прыватнасці, на вытворчасцях выбуханебяспечных ці выбуховых рэчываў, якія атрымліваюцца аблогай з водных раствораў.

Просты сублімацыйны апарат. Рэчыва, якое ачышчаецца, кандэнсуецца з газавай фазы на «пальцы»-халадзільніку, які ахалоджваецца вадой.
1 Уваход халоднай вады
2 Выхад халоднай вады
3 Вакуум / газ лінія
4 Сублімацыйная камера
5 Сублімуемы прадукт
6 Сыры матэрыял
7 Знешні нагрэў

Прымяненне працэсу

Ужыванне сублімацыі ў лабараторнай тэхніцы

На эфекце узгонкі заснаваны адзін са спосабаў ачысткі цвёрдых рэчываў. Пры пэўнай тэмпературы адно з рэчываў у сумесі узганяецца з больш высокай хуткасцю, чым іншае. Пары таго рэчывы, якое ачышчаюць, кандэнсуюць на ахалоджванай паверхні. Прыбор, які ўжываецца для гэтага спосабу ачысткі, называецца субліматар.

Сублімацыйная сушка

Сублімацыйная сушка (інакш ліяфілізацыя; ліяфільная сушка) (англ. freeze drying або lyophilization) — працэс выдалення растваральніка з замарожаных раствораў, геляў, завісяў і біялагічных аб’ектаў, заснаваны на сублімацыі зацвярдзелага растваральніка (лёду) без утварэння макраколькасці вадкай фазы .

Узгонка таксама выкарыстоўваецца ў харчовай прамысловасці: так, напрыклад, сублімаваную каву атрымліваюць з замарожанага кававага экстракту праз абязводжванне вакуумам. Фрукты пасля сублімавання важаць ў некалькі разоў менш, а аднаўляюцца ў вадзе. Сублімаваныя прадукты значна пераўзыходзяць сушаныя па харчовай каштоўнасці, так як узгонцы паддаецца толькі вада, а пры тэрмічным выпарэнні губляюцца шматлікія карысныя рэчывы. Перад сублімацыяй харчовых прадуктаў выкарыстоўваецца хуткае замарожванне (ад −100 да −190 °C), што прыводзіць да утварэння дробных крышталяў і не разбурае клеткавыя мембраны.

Літаратура

• Сублімацыя, узгонка // Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. Т. 15: Следавікі — Трыо / Рэдкал.: Г. П. Пашкоў і інш. — Мн. : БелЭн, 2002. — Т. 15. — С. 240. — 10 000 экз. — ISBN 985-11-0035-8. — ISBN 985-11-0251-2 (т. 15).
• Скрипов В. П. Сублимация // Физическая энциклопедия. В 5 т. (руск.) / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия (т. 1—2); Большая Российская энциклопедия (т. 3—5), 1988—1999. — ISBN 5-85270-034-7.