Kemiallinen haihtuminen sen koostumuksessa, sovelluksissa ja esimerkeissä

kemiallinen haihtuminen on prosessi, jolla nesteen molekyylit erotetaan sen pinnasta ja menevät kaasumaiseen tilaan. Se on prosessi, joka absorboi energiaa ja on siten endoterminen. Molekyylit nesteen pinnan lähellä lisäävät kineettistä energiaansa haihtumaan.

Tämän energian lisääntymisen seurauksena näiden molekyylien välinen yhteenkuuluvuus- tai molekyylien välinen vetovoima heikkenee ja poistuu nestefaasista kaasufaasiin. Jos rajaa ei ole, jossa kaasumaiset molekyylit elpyvät uudelleen tunkeutumaan nesteeseen, kaikki tämä haihtuu kokonaan.

Toisin kuin kiehuminen, haihtuminen voi tapahtua missä tahansa lämpötilassa ennen nesteen kiehumista. Tämä ilmiö on syy siihen, miksi voidaan nähdä metsien vesihöyryjä, jotka joutuessaan kosketuksiin kylmän ilman kanssa tiivistävät mikro-pisaroita vettä antamalla niille valkoisen värin.

Kondensoituminen on käänteinen prosessi, joka voi aikaansaada tasapainon nesteen haihtumisen kanssa.

On olemassa tekijöitä, jotka vaikuttavat haihtumiseen, kuten prosessin nopeus tai sellaisten molekyylien lukumäärä, jotka voivat haihtua nesteestä; nesteen luonne tai tyyppi; lämpötila, jolla neste paljastuu, tai jos se on suljetussa tai avoimessa säiliössä, joka on alttiina ympäristölle.

Toinen esimerkki kemiallisesta haihduttamisesta tapahtuu kehossamme: hikoilemisen yhteydessä osa hiki-nesteestä haihtuu. Hikeiden haihtuminen jättää organismissa kylmän tunteen haihtumisjäähdytyksen vuoksi.

indeksi

• 1 Mitä haihtuminen koostuu??
  • 1.1 Koheesiovoimat
• 2 Kemialliseen haihtumiseen liittyvät tekijät
  • 2.1 Nesteen luonne
  • 2.2 Lämpötila
  • 2.3 Suljettu tai avoin säiliö
  • 2.4 Haihdutettujen molekyylien pitoisuus
  • 2.5 Paineen ja nesteen pinta-ala
• 3 Sovellukset
  • 3.1 Haihtumisjäähdytys
  • 3.2 Materiaalien kuivaus
  • 3.3 Aineiden kuivaus
• 4 Esimerkkejä
• 5 Viitteet

Mitä haihtuminen koostuu??

Se koostuu nesteen pinnalla olevien molekyylien kapasiteetista tai ominaisuudesta, joka muuttuu höyryksi. Termodynaamisesta näkökulmasta energian absorptio on välttämätöntä haihtumisen aikaansaamiseksi.

Haihdutus on prosessi, joka tapahtuu molekyyleissä, jotka sijaitsevat nesteen vapaan pinnan tasolla. Nesteen muodostavien molekyylien energinen tila on olennainen muutos nesteestä kaasumaiseen tilaan.

Kineettinen energia tai energia, joka on kehon hiukkasten liikkeen tuote, on suurin kaasumaisessa tilassa.

Koheesiovoimat

Jotta nämä molekyylit pääsevät ulos nestefaasista, niiden täytyy lisätä kineettistä energiaansa niin, että ne voivat haihtua. Kineettisen energian kasvun myötä nesteen pinnan lähellä olevien molekyylien yhteenkuuluva voima vähenee.

Koheesiovoima on se, joka aiheuttaa molekyyli- vetovoimaa, joka auttaa pitämään molekyylit yhdessä. Haihdutus vaatii energiaa, jota ympäröivän väliaineen hiukkaset aikaansaavat mainitun voiman vähentämiseksi.

Haihdutuksen käänteistä prosessia kutsutaan kondensaatioksi: kaasumaisessa tilassa olevat molekyylit palaavat nestefaasiin. Se tapahtuu, kun kaasumaisessa tilassa olevat molekyylit törmäävät nesteen pintaan ja jäävät jälleen kiinni nesteessä.

Sekä haihtuminen, että viskositeetti, pintajännitys, muiden kemiallisten ominaisuuksien joukossa, ovat erilaisia ​​jokaisen nesteen osalta. Kemiallinen haihtuminen on prosessi, joka riippuu nesteen tyypistä muiden tekijöiden joukossa, jotka on kuvattu seuraavassa osassa.

Kemialliseen haihtumiseen liittyvät tekijät

On olemassa lukuisia tekijöitä, jotka vaikuttavat haihtumisprosessiin, suosivat tai estävät tätä prosessia. Tämän tyyppinen neste, lämpötila, ilmavirtojen esiintyminen, ympäristön kosteus, monien muiden tekijöiden joukossa.

nesteen luonne

Jokaisella nestetyypillä on oma yhteenkuuluvuus- tai vetovoima, joka on sen muodostavien molekyylien välillä. Öljyisissä nesteissä, kuten öljyssä, haihdutus tapahtuu yleensä pienemmässä suhteessa kuin näissä vesipitoisissa nesteissä.

Esimerkiksi vedessä yhteenkuuluvuusvoimia edustavat niiden molekyylien välille muodostuneet vetysillat. Vesimolekyyliä muodostavat H- ja O-atomit pidetään yhdessä polaarisilla kovalenttisilla sidoksilla.

Happea on enemmän elektronista kuin vety, mikä helpottaa vesimolekyylin muodostumista vetysidoksilla muiden molekyylien kanssa.

Lämpötila

Lämpötila on tekijä, joka vaikuttaa nesteitä ja kaasuja muodostavien molekyylien kineettiseen energiaan. Molekyylejä on välttämätöntä, jotta molekyylit pääsevät pois nesteen pinnasta.

Alhaisessa lämpötilassa nestemäisten molekyylien osa, jolla on riittävä kineettinen energia, jotta ne voivat haihtua, on pieni. Toisin sanoen, että alhaisessa lämpötilassa haihtuminen, jonka neste esittää, on pienempi; ja siksi haihtuminen on hitaampaa.

Päinvastoin haihtuminen kasvaa lämpötilan noustessa. Lämpötilan nousulla lisätään myös nesteen molekyylien osuutta, joka saa aikaan haihtumiseen tarvittavan kineettisen energian.

Suljettu tai avoin astia

Kemiallinen haihtuminen on erilainen sen mukaan, onko säiliö, jossa neste sijaitsee, suljettu tai avoin alttiina ilmalle.

Jos neste on suljetussa säiliössä, molekyylit, jotka haihtuvat nopeasti, palaavat nesteeseen; toisin sanoen ne tiivistyvät törmäyksessä fyysisen rajan, kuten seinien tai kannen, kanssa.

Tässä suljetussa astiassa muodostuu dynaaminen tasapaino haihdutusprosessin välillä, että neste läpäisee kondensaation..

Jos säiliö on auki, neste voidaan haihduttaa jatkuvasti jopa sen kokonaismäärään riippuen altistumisajasta ilmaan. Avoimessa säiliössä ei ole mahdollista saada aikaan tasapainoa haihtumisen ja tiivistymisen välillä.

Kun säiliö on auki, neste altistetaan ympäristölle, joka helpottaa haihdutettujen molekyylien diffuusiota. Lisäksi ilmavirrat siirtävät haihdutetut molekyylit, jotka korvaavat ne muilla kaasuilla (enimmäkseen typpi ja happi).

Haihdutettujen molekyylien konsentraatio

Määrittyy myös konsentraatio, joka on haihtuvien molekyylien kaasufaasissa. Tämä haihdutusprosessi pienenee, kun haihdutusaineen pitoisuus ilmassa tai ympäristössä on suuri.

Myös silloin, kun ilmassa on suuri haihtuvien aineiden pitoisuus, minkä tahansa muun aineen haihtumisnopeus pienenee.

Tämä haihdutettujen aineiden pitoisuus tapahtuu pääasiassa niissä tapauksissa, joissa ilmaa ei ole riittävästi kierrätetty.

Nesteen paine ja pinta-ala

Jos nesteen pinnan molekyyleihin kohdistuu vähemmän painetta, näiden molekyylien haihtuminen on edullisempaa. Mitä leveämpi on nesteen altistuneen pinnan alue ilmaan, nopeampi haihtuminen tapahtuu.

sovellukset

Haihdutusjäähdytys

On jo selvää, että vain nestemäiset molekyylit, jotka lisäävät niiden kineettistä energiaa, muuttavat nestefaasiaan kaasufaasiksi. Samanaikaisesti nesteen molekyyleissä, jotka eivät pääse ulos, on kinetiikan energian lasku ja lämpötilan lasku..

Tässä vaiheessa säilyneen nesteen lämpötila laskee, jäähtyy; Tätä prosessia kutsutaan haihdutusjäähdytykseksi. Tämä ilmiö sallii sen, miksi neste ilman haihtumista jäähdytettäessä voi imeä lämpöä ympäröivästä ympäristöstä.

Kuten edellä mainittiin, tämä prosessi mahdollistaa kehomme lämpötilan säätämisen. Tätä haihdutusjäähdytysprosessia käytetään myös ympäristön jäähdyttämiseen haihdutusjäähdyttimien avulla.

Materiaalien kuivaus

-Teollisuuden tasolla haihtumista käytetään muun muassa kangasta, paperista, puusta valmistettujen materiaalien kuivaamiseen.

-Haihdutusprosessi myös erottaa liuenneita aineita, kuten suoloja, mineraaleja, muiden nestemäisten liuosten liuosten joukossa.

-Haihduttamalla käytetään esineiden, näytteiden kuivumista.

-Mahdollistaa monien kemiallisten aineiden tai tuotteiden talteenoton.

Aineiden kuivaus

Tämä prosessi on välttämätön aineiden kuivumiselle useissa biolääketieteellisissä ja tutkimuslaboratorioissa yleensä.

On olemassa keskipako- ja pyöröhaihduttimia, joita käytetään maksimoimaan useiden aineiden liuottimien poistaminen samanaikaisesti. Näissä laitteissa tai erikoislaitteissa konsentroidaan näytteet, jotka hitaasti altistetaan tyhjiölle haihdutusprosessille.

esimerkit

-Esimerkkinä kemiallisesta haihtumisesta tapahtuu ihmiskehossa, kun hikoilu on esitetty. Hikoilu haihtuu, keho pyrkii jäähtymään ja kehon lämpötila laskee.

Tämä hikoilun ja sen jälkeen kehon jäähdytyksen prosessi edistää kehon lämpötilan säätelyä.

-Vaatteiden kuivaus tapahtuu myös veden haihtumisprosessin ansiosta. Vaatteet asetetaan siten, että ilmavirta siirtää kaasumaiset molekyylit ja siten haihtuu enemmän. Tämä vaikuttaa myös ympäristön lämpötilaan tai lämpöön ja ilmakehän paineeseen.

-Kuivattujen ja kuivien lyofilisoitujen tuotteiden, kuten maitojauheen, lääkkeiden tuotannossa esiintyy myös muun muassa haihtumista. Tämä haihdutus tapahtuu kuitenkin tyhjössä eikä lämpötilan nousulla.

Muita esimerkkejä.

viittaukset

1. Kemia LibreTexts. (20. toukokuuta 2018). Haihtuminen ja tiivistyminen. Haettu osoitteesta: chem.libretexts.org
2. Jimenez, V. ja Macarulla, J. (1984). Fysiologinen fysikokemia. (6^ta. ed). Madrid: Interamericana
3. Whitten, K., Davis, R., Peck M. ja Stanley, G. (2008). Kemia. (8^ava. ed). CENGAGE Learning: Meksiko.
4. Wikipedia. (2018). Haihtuminen. Haettu osoitteesta https://fi.wikipedia.org/wiki/Evaporation
5. Fennel J. (2018). Mikä on haihdutus? - Määritelmä ja esimerkit. Tutkimus. Haettu osoitteesta study.com
6. Malesky, Mallory. (16. huhtikuuta 2018). Esimerkkejä haihduttamisesta ja tislauksesta. Sciencing. Haettu osoitteesta: sciencing.com