Χημική εξάτμιση σε αυτό που αποτελείται, εφαρμογές και παραδείγματα

Το χημική εξάτμιση είναι η διαδικασία με την οποία τα μόρια ενός υγρού διαχωρίζονται από την επιφάνεια και πηγαίνουν στην αέρια κατάσταση. Είναι μια διαδικασία που απορροφά την ενέργεια και ως εκ τούτου είναι ενδοθερμική. Τα μόρια κοντά στην επιφάνεια του υγρού αυξάνουν την κινητική τους ενέργεια για να εξατμιστούν.

Ως αποτέλεσμα αυτής της αύξησης της ενέργειας, οι δυνάμεις της συνοχής ή της διαμοριακής έλξης μεταξύ αυτών των μορίων εξασθενούν και διαφεύγουν από την υγρή φάση στην αέρια φάση. Ελλείψει ορίου όπου τα αέρια μόρια αναβιώνουν για να διεισδύσουν ξανά στο υγρό, όλα αυτά καταλήγουν να εξατμίζονται τελείως.

Σε αντίθεση με το βράσιμο, η εξάτμιση μπορεί να λάβει χώρα σε οποιαδήποτε θερμοκρασία πριν το βράσει το υγρό. Αυτό το φαινόμενο είναι ο λόγος για τον οποίο μπορεί να δει κανείς να εκπέμπει ατμούς νερού από τα δάση, τα οποία, όταν έρχονται σε επαφή με κρύο αέρα, συμπυκνώνουν μικροσταγονίδια νερού δίνοντάς τους λευκό χρώμα.

Η συμπύκνωση είναι μια αντίστροφη διαδικασία που μπορεί ή δεν μπορεί να δημιουργήσει ισορροπία με την εξάτμιση που εμφανίζεται στο υγρό.

Υπάρχουν παράγοντες που επηρεάζουν την εξάτμιση, όπως: η ταχύτητα της διαδικασίας ή ο αριθμός των μορίων που μπορούν να εξατμιστούν από ένα υγρό. τη φύση ή τον τύπο του υγρού · τη θερμοκρασία στην οποία εκτίθεται το υγρό ή εάν είναι σε κλειστό ή ανοικτό δοχείο εκτεθειμένο στο περιβάλλον.

Ένα άλλο παράδειγμα χημικής εξάτμισης συμβαίνει στο σώμα μας: όταν ιδρώνει, ένα μέρος του ιδρώτα υγρού εξατμίζεται. Η εξάτμιση του ιδρώτα αφήνει μια κρύα αίσθηση στον οργανισμό λόγω της ψύξης με εξάτμιση.

Ευρετήριο

• 1 Από τι συνίσταται η εξάτμιση;?
  • 1.1 Δυνάμεις συνοχής
• 2 Παράγοντες που εμπλέκονται στη χημική εξάτμιση
  • 2.1 Η φύση του υγρού
  • 2.2 Η θερμοκρασία
  • 2.3 Κλειστό ή ανοιχτό δοχείο
  • 2.4 Συγκέντρωση εξατμισμένων μορίων
  • 2.5 Πίεση και επιφάνεια υγρού
• 3 Εφαρμογές
  • 3.1 Ψύξη με εξάτμιση
  • 3.2. Ξήρανση υλικών
  • 3.3. Ξήρανση ουσιών
• 4 Παραδείγματα
• 5 Αναφορές

Από τι συνίσταται η εξάτμιση;?

Αποτελείται από την ικανότητα ή την ιδιότητα των μορίων που βρίσκονται στην επιφάνεια ενός υγρού ώστε να μετατραπεί σε ατμό. Από τη θερμοδυναμική άποψη, απαιτείται απορρόφηση ενέργειας για την εμφάνιση εξάτμισης.

Η εξάτμιση είναι μια διαδικασία που συμβαίνει σε μόρια που βρίσκονται στο επίπεδο της ελεύθερης επιφάνειας του υγρού. Η ενεργειακή κατάσταση των μορίων που συνθέτουν το υγρό είναι θεμελιώδης για την αλλαγή από το υγρό στην αέρια κατάσταση.

Η κινητική ενέργεια ή ενέργεια που είναι το προϊόν της κίνησης των σωματιδίων ενός σώματος είναι μέγιστη στην αέρια κατάσταση.

Οι δυνάμεις συνοχής

Για να βγουν αυτά τα μόρια από την υγρή φάση, πρέπει να αυξήσουν την κινητική τους ενέργεια ώστε να μπορούν να εξατμιστούν. Με την αύξηση της κινητικής ενέργειας μειώνεται η συνεκτική δύναμη των μορίων κοντά στην επιφάνεια του υγρού.

Η δύναμη της συνοχής είναι εκείνη που ασκεί τη μοριακή έλξη, η οποία συμβάλλει στη συγκράτηση των μορίων. Η εξάτμιση απαιτεί μια συμβολή ενέργειας που παρέχεται από τα σωματίδια του περιβάλλοντος μέσου για τη μείωση της εν λόγω δύναμης.

Η αντίστροφη διαδικασία εξάτμισης ονομάζεται συμπύκνωση: τα μόρια που βρίσκονται στην αέρια κατάσταση επιστρέφουν στην υγρή φάση. Εμφανίζεται όταν τα μόρια σε αέρια κατάσταση συγκρούονται με την επιφάνεια του υγρού και παγιδεύονται πάλι στο υγρό.

Τόσο η εξάτμιση, όσο το ιξώδες, η επιφανειακή τάση, μεταξύ άλλων χημικών ιδιοτήτων, είναι διαφορετικές για κάθε ένα από τα υγρά. Η χημική εξάτμιση είναι μια διαδικασία που εξαρτάται από τον τύπο του υγρού μεταξύ άλλων παραγόντων που περιγράφονται λεπτομερώς στην επόμενη ενότητα.

Παράγοντες που εμπλέκονται στη χημική εξάτμιση

Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που επηρεάζουν τη διαδικασία εξάτμισης, ευνοώντας ή παρεμποδίζοντας αυτή τη διαδικασία. Αυτός ο τύπος υγρού, η θερμοκρασία, η παρουσία ρευμάτων αέρα, η υγρασία του περιβάλλοντος, μεταξύ πολλών άλλων παραγόντων.

Το φύση του υγρού

Κάθε τύπος υγρού θα έχει τη δική του δύναμη συνοχής ή έλξης που υπάρχει ανάμεσα στα μόρια που το συνθέτουν. Στα ελαιώδη υγρά όπως το πετρέλαιο, η εξάτμιση γενικά συμβαίνει σε μικρότερη αναλογία σε σχέση με τα υδατικά υγρά.

Για παράδειγμα, στο νερό οι δυνάμεις συνοχής αντιπροσωπεύονται από τις γέφυρες υδρογόνου που δημιουργούνται μεταξύ των μορίων τους. Τα άτομα Η και Ο που συνθέτουν ένα μόριο νερού διατηρούνται μαζί με πολικούς ομοιοπολικούς δεσμούς.

Το οξυγόνο είναι πιο ηλεκτροαρνητικό από το υδρογόνο, το οποίο καθιστά ευκολότερο για ένα μόριο νερού να δημιουργήσει δεσμούς υδρογόνου με άλλα μόρια.

Η θερμοκρασία

Η θερμοκρασία είναι ένας παράγοντας που επηρεάζει την κινητική ενέργεια των μορίων που σχηματίζουν τα υγρά και τα αέρια. Υπάρχει μια ελάχιστη κινητική ενέργεια που απαιτείται για να διαφύγουν τα μόρια από την επιφάνεια του υγρού.

Σε χαμηλή θερμοκρασία, το τμήμα μορίων του υγρού που διαθέτει επαρκή κινητική ενέργεια για να μπορεί να εξατμιστεί είναι μικρό. Δηλαδή, σε χαμηλή θερμοκρασία, η εξάτμιση που παρουσιάζει το υγρό θα είναι μικρότερη. και επομένως η εξάτμιση θα είναι πιο αργή.

Αντίθετα, η εξάτμιση θα αυξηθεί όσο αυξάνεται η θερμοκρασία. Με την αύξηση της θερμοκρασίας θα αυξηθεί επίσης η αναλογία των μορίων του υγρού που αποκτούν την κινητική ενέργεια που είναι απαραίτητη για την εξάτμιση.

Κλειστό ή ανοιχτό δοχείο

Η χημική εξάτμιση θα είναι διαφορετική ανάλογα με το αν το δοχείο στο οποίο βρίσκεται το υγρό είναι κλειστό ή ανοικτό εκτεθειμένο στον αέρα.

Εάν το υγρό βρίσκεται σε κλειστό δοχείο, τα μόρια που εξατμίζονται γρήγορα επιστρέφουν στο υγρό. δηλαδή, συμπυκνώνονται όταν συγκρούονται με φυσικά σύνορα, όπως τοίχοι ή καπάκι.

Μία δυναμική ισορροπία καθιερώνεται σε αυτό το κλειστό δοχείο μεταξύ της διαδικασίας εξάτμισης την οποία υφίσταται το υγρό με εκείνη της συμπύκνωσης.

Αν το δοχείο είναι ανοιχτό, το υγρό μπορεί να εξατμιστεί συνεχώς μέχρι το σύνολο του ανάλογα με τον χρόνο έκθεσης στον αέρα. Σε ένα ανοιχτό δοχείο δεν υπάρχει ευκαιρία για την επίτευξη της ισορροπίας μεταξύ της εξάτμισης και της συμπύκνωσης.

Όταν το δοχείο είναι ανοικτό, το υγρό εκτίθεται σε ένα περιβάλλον που διευκολύνει τη διάχυση των εξατμισμένων μορίων. Επιπλέον, τα ρεύματα αέρα μετατοπίζουν τα εξατμισμένα μόρια που αντικαθιστούν αυτά με άλλα αέρια (κυρίως άζωτο και οξυγόνο).

Συγκέντρωση εξατμισμένων μορίων

Η συγκέντρωση που υπάρχει στην αέρια φάση των μορίων που εξατμίζονται είναι επίσης καθοριστική. Αυτή η διαδικασία εξάτμισης θα μειωθεί όταν υπάρχει υψηλή συγκέντρωση της εξερχόμενης ουσίας στον αέρα ή στο περιβάλλον.

Επίσης, όταν υπάρχει υψηλή συγκέντρωση διαφορετικών εξατμισμένων ουσιών στον αέρα, ο ρυθμός εξάτμισης οποιασδήποτε άλλης ουσίας μειώνεται.

Αυτή η συγκέντρωση εξατμισμένων ουσιών συμβαίνει κυρίως στις περιπτώσεις όπου δεν υπάρχει επαρκής ανακυκλοφορία του αέρα.

Πίεση και επιφάνεια του υγρού

Εάν υπάρχει λιγότερη πίεση στα μόρια της επιφάνειας του υγρού, η εξάτμιση αυτών των μορίων θα είναι περισσότερο ευνοημένη. Όσο ευρύτερη είναι η περιοχή της εκτεθειμένης επιφάνειας του υγρού προς τον αέρα, τόσο πιο γρήγορη εξάτμιση θα συμβεί.

Εφαρμογές

Ψύξη με εξάτμιση

Είναι ήδη σαφές ότι μόνο τα υγρά μόρια που αυξάνουν την κινητική τους ενέργεια αλλάζουν την υγρή τους φάση στην αέρια φάση. Ταυτόχρονα, στα μόρια του υγρού που δεν διαφεύγουν, υπάρχει μείωση της κινητικής ενέργειας με μείωση της θερμοκρασίας.

Η θερμοκρασία του υγρού που διατηρείται ακόμα σε αυτή τη φάση κατεβαίνει, ψύχεται. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται ψύξη με εξάτμιση. Αυτό το φαινόμενο επιτρέπει να εξηγηθεί γιατί το υγρό χωρίς εξάτμιση όταν η ψύξη μπορεί να απορροφήσει θερμότητα από το περιβάλλον περιβάλλον.

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, αυτή η διαδικασία επιτρέπει τη ρύθμιση της θερμοκρασίας του σώματος μας. Αυτή η διαδικασία ψύξης με εξάτμιση χρησιμοποιείται επίσης για την ψύξη των περιβαλλόντων μέσω της χρήσης εξατμιστικών ψυγείων.

Ξήρανση υλικών

-Η εξάτμιση σε βιομηχανικό επίπεδο χρησιμοποιείται για την ξήρανση διαφόρων υλικών από ύφασμα, χαρτί, ξύλο, μεταξύ άλλων.

-Η διαδικασία εξάτμισης χρησιμεύει επίσης για τον διαχωρισμό διαλυμένων ουσιών όπως άλατα, ανόργανα άλατα, μεταξύ άλλων διαλυτών υγρών διαλυμάτων.

-Η εξάτμιση χρησιμοποιείται για την ξήρανση αντικειμένων, δειγμάτων.

-Επιτρέπει την ανάκτηση πολλών χημικών ουσιών ή προϊόντων.

Ξήρανση ουσιών

Αυτή η διαδικασία είναι απαραίτητη για την ξήρανση ουσιών σε μεγάλο αριθμό βιοϊατρικών και ερευνητικών εργαστηρίων γενικά.

Υπάρχουν φυγοκεντρικοί και περιστροφικοί εξατμιστές που χρησιμοποιούνται για να μεγιστοποιήσουν ταυτόχρονα την εξάλειψη διαλυτών διαφόρων ουσιών. Σε αυτές τις συσκευές ή στον ειδικό εξοπλισμό συγκεντρώνονται τα δείγματα που υποβάλλονται αργά σε κενό στη διαδικασία εξάτμισης.

Παραδείγματα

-Ένα παράδειγμα χημικής εξάτμισης εμφανίζεται στο ανθρώπινο σώμα όταν παρουσιάζεται η διαδικασία εφίδρωσης. Ο ιδρώτας εξατμίζεται, το σώμα τείνει να κρυώσει και υπάρχει μείωση της θερμοκρασίας του σώματος.

Αυτή η διαδικασία εξάτμισης του ιδρώτα και επακόλουθη ψύξη σώματος συμβάλλει στη ρύθμιση της θερμοκρασίας του σώματος.

-Η ξήρανση των ρούχων γίνεται επίσης χάρη στη διαδικασία της εξάτμισης του νερού. Τα ρούχα τοποθετούνται έτσι ώστε το ρεύμα αέρα μετατοπίζει τα αέρια μόρια και συνεπώς υπάρχει περισσότερη εξάτμιση. Επίσης επηρεάζει τη θερμοκρασία ή τη θερμότητα του περιβάλλοντος και την ατμοσφαιρική πίεση.

-Στην παραγωγή λυοφιλοποιημένων προϊόντων που αποθηκεύονται και πωλούνται σε ξηρή μορφή, όπως σκόνη γάλακτος, φάρμακα, μεταξύ άλλων, εμφανίζεται εξάτμιση. Ωστόσο, αυτή η εξάτμιση γίνεται υπό κενό και όχι με αύξηση της θερμοκρασίας.

Άλλα παραδείγματα.

Αναφορές

1. Χημεία LibreTexts. (20 Μαΐου 2018). Εξάτμιση και συμπύκνωση. Ανακτήθηκε από: chem.libretexts.org
2. Jimenez, V. και Macarulla, J. (1984). Φυσιολογική Φυσικοχημεία. (6^ta. ed). Μαδρίτη: Interamericana
3. Whitten, Κ., Davis, R., Peck Μ. Και Stanley, G. (2008). Χημεία (8^ava. ed). CENGAGE Μάθηση: Μεξικό.
4. Wikipedia. (2018). Εξάτμιση Ανακτήθηκε από: https://en.wikipedia.org/wiki/Evaporation
5. Fennel J. (2018). Τι είναι Εξάτμιση; - Ορισμός και παραδείγματα. Μελέτη. Ανακτήθηκε από: study.com
6. Μάλεσκι, Μάολορι. (16 Απριλίου 2018). Παραδείγματα εξάτμισης και απόσταξης. Sciencing. Ανακτήθηκε από: sciencing.com