Kemijsko izhlapevanje v tem, kar sestavljajo, aplikacije in primeri



The kemično izhlapevanje je postopek, s katerim se molekule tekočine ločijo od njene površine in gredo v plinasto stanje. To je proces, ki absorbira energijo in je zato endotermičen. Molekule blizu površine tekočine povečajo svojo kinetično energijo, da izhlapijo.

Zaradi tega povečanja energije sile kohezije ali medmolekularne privlačnosti med temi molekulami oslabijo in pobegnejo iz tekoče faze v plinsko fazo. V odsotnosti meje, kjer plinaste molekule oživijo, da ponovno prodrejo v tekočino, se vse to v celoti izhlapi..

Za razliko od vrenja lahko izparevanje poteka pri kateri koli temperaturi pred vrenjem tekočine. Ta pojav je razlog, zakaj se iz gozdov oddajajo vodne pare, ki pri stiku s hladnim zrakom kondenzirajo mikro kapljice vode in jim dajejo belo barvo..

Kondenzacija je obratni proces, ki lahko vzpostavi ravnotežje z izhlapevanjem v tekočini ali pa tudi ne.

Obstajajo dejavniki, ki vplivajo na izhlapevanje, kot so: hitrost postopka ali število molekul, ki lahko izhlapijo iz tekočine; naravo ali vrsto tekočine; temperatura, pri kateri je tekočina izpostavljena, ali če je v zaprti ali odprti posodi, izpostavljeni okolju.

Še en primer kemičnega izhlapevanja se pojavi v našem telesu: pri potenju se del tekočine za znojenje izhlapi. Izhlapevanje znoja v organizmu povzroči hladno občutenje zaradi hlajenja z izhlapevanjem.

Indeks

  • 1 Kaj je izhlapevanje??
    • 1.1 Kohezijske sile
  • 2 Dejavniki kemičnega izhlapevanja
    • 2.1 Narava tekočine
    • 2.2 Temperatura
    • 2.3 Zaprta ali odprta posoda
    • 2.4 Koncentracija uparjenih molekul
    • 2.5 Tlak in površina tekočine
  • 3 Aplikacije
    • 3.1 Hlajenje z izhlapevanjem
    • 3.2 Sušenje materialov
    • 3.3 Sušenje snovi
  • 4 Primeri
  • 5 Reference

Kaj je izhlapevanje??

Sestavljen je iz zmogljivosti ali lastnosti molekul, ki se nahajajo na površini tekočine, da se pretvorijo v hlapi. Z termodinamičnega vidika je potrebna absorpcija energije za izhlapevanje.

Izhlapevanje je proces, ki se pojavi v molekulah, ki se nahajajo na ravni proste površine tekočine. Energetsko stanje molekul, ki sestavljajo tekočino, je bistveno za spremembo iz tekočine v plinasto stanje.

Kinetična energija ali energija, ki je produkt gibanja delcev telesa, je največja v plinastem stanju.

Kohezijske sile

Da bi te molekule prišle iz tekoče faze, morajo povečati svojo kinetično energijo, da lahko izhlapijo. S povečanjem kinetične energije se zmanjša kohezivna sila molekul blizu površine tekočine.

Sila kohezije je tista, ki izvaja molekularno privlačnost, ki pomaga ohraniti molekule skupaj. Izhlapevanje zahteva prispevek energije, ki jo zagotavljajo delci okoliškega medija, da se zmanjša sila.

Obratni proces izhlapevanja se imenuje kondenzacija: molekule, ki so v plinskem stanju, se vrnejo v tekočo fazo. To se zgodi, ko molekule v plinskem stanju trčijo v površino tekočine in se ponovno ujamejo v tekočino.

Tako izhlapevanje, kot viskoznost, površinska napetost, med drugimi kemičnimi lastnostmi, se razlikujejo za vsako od tekočin. Kemijsko izhlapevanje je proces, ki je odvisen od vrste tekočine in drugih dejavnikov, ki so podrobneje opisani v naslednjem poglavju.

Dejavniki kemičnega izhlapevanja

Obstajajo številni dejavniki, ki vplivajo na proces izhlapevanja, ki daje prednost ali zavira ta proces. Ta vrsta tekočine, temperatura, prisotnost zračnih tokov, vlažnost okolja, med mnogimi drugimi dejavniki.

The narava tekočine

Vsaka vrsta tekočine bo imela svojo lastno moč kohezije ali privlačnosti, ki obstaja med molekulami, ki jo sestavljajo. V oljnih tekočinah, kot je olje, se izhlapevanje običajno zgodi v manjšem razmerju kot v teh vodnih tekočinah.

Na primer, v vodi kohezijske sile predstavljajo vodikovi mostovi, ki so vzpostavljeni med njihovimi molekulami. Atomi H in O, ki tvorita vodno molekulo, se držita skupaj s polarnimi kovalentnimi vezmi.

Kisik je bolj elektronegativen kot vodik, kar olajša vodni molekuli, da vzpostavi vodikove vezi z drugimi molekulami..

Temperatura

Temperatura je dejavnik, ki vpliva na kinetično energijo molekul, ki tvorijo tekočine in pline. Obstaja minimalna kinetična energija, ki je potrebna, da molekule pobegnejo s površine tekočine.

Pri nizki temperaturi je delež molekul tekočine, ki ima zadostno kinetično energijo, da lahko izhlapi, majhen. To pomeni, da bo pri nizki temperaturi izhlapevanje, ki ga predstavlja tekočina, manjše; in zato bo izhlapevanje počasnejše.

Nasprotno, izhlapevanje se bo povečalo z naraščanjem temperature. S povečanjem temperature se bo povečal tudi delež molekul tekočine, ki pridobijo kinetično energijo, potrebno za izhlapevanje.

Zaprta ali odprta posoda

Kemično izhlapevanje bo različno glede na to, ali je vsebnik, v katerem je tekočina, zaprt ali odprt, izpostavljen zraku.

Če je tekočina v zaprti posodi, se molekule, ki izhlapevajo, hitro vrnejo v tekočino; to pomeni, da se zgostijo pri trku s fizično mejo, kot so stene ali pokrov.

Vzpostavi se dinamično ravnotežje v zaprti posodi med postopkom izhlapevanja, pri katerem se tekočina podvrže kondenzaciji.

Če je posoda odprta, lahko tekočino neprestano uparimo tudi do njene celotne količine, odvisno od časa izpostavljenosti zraku. V odprti posodi ni možnosti za vzpostavitev ravnovesja med izhlapevanjem in kondenzacijo.

Ko je posoda odprta, je tekočina izpostavljena okolju, ki olajša difuzijo izhlapelih molekul. Poleg tega zračni tokovi izpodrinejo uparjene molekule, ki jih nadomestijo z drugimi plini (večinoma dušik in kisik)..

Koncentracija uparjenih molekul

Določa se tudi koncentracija, ki obstaja v plinski fazi molekul, ki izhlapijo. Ta proces izhlapevanja se bo zmanjšal, če je v zraku ali okolju visoka koncentracija izhlapevalne snovi.

Tudi kadar je v zraku visoka koncentracija različnih izhlapevanih snovi, se hitrost izhlapevanja katere koli druge snovi zmanjša.

Ta koncentracija izhlapevanih snovi se pojavlja predvsem v tistih primerih, kjer ni ustrezne recirkulacije zraka.

Tlak in površina tekočine

Če je pritisk na molekule površine tekočine manjši, bo izhlapevanje teh molekul bolj ugodno. Čim širše je območje izpostavljene površine tekočine zraku, bo hitrejše izhlapevanje.

Aplikacije

Hlajenje pri izhlapevanju

Že zdaj je jasno, da samo tekoče molekule, ki povečajo svojo kinetično energijo, spremenijo tekočo fazo v plinsko fazo. Hkrati se v molekulah tekočine, ki se ne izognejo, zmanjša kinetična energija s padcem temperature.

Temperatura tekočine, ki je v tej fazi še ohranjena, se spušča, ohlaja; Ta proces se imenuje evaporativno hlajenje. Ta pojav omogoča razložiti, zakaj tekočina brez izhlapevanja, ko hlajenje lahko absorbira toploto iz okolice.

Kot je navedeno zgoraj, ta proces omogoča uravnavanje telesne temperature našega telesa. Ta proces hlajenja z izhlapevanjem se uporablja tudi za hlajenje okolja z uporabo izhlapevalnih hladilnikov.

Sušenje materialov

-Uparjanje na industrijski ravni se uporablja za sušenje različnih materialov, med drugim s tkanino, papirjem, lesom.

-Proces izhlapevanja služi tudi za ločevanje raztopin, kot so soli, minerali, med drugimi raztopinami tekočih raztopin.

-Izhlapevanje se uporablja za sušenje predmetov, vzorcev.

-Omogoča predelavo številnih kemičnih snovi ali izdelkov.

Sušenje snovi

Ta postopek je bistven za sušenje snovi v številnih biomedicinskih in raziskovalnih laboratorijih na splošno.

Obstajajo centrifugalni in rotacijski uparjalniki, ki se uporabljajo za maksimalno odpravo topil več snovi hkrati. V teh napravah ali posebni opremi se koncentrirajo vzorci, ki se počasi podvržejo vakuumu v proces uparjanja.

Primeri

-Primer kemičnega izhlapevanja se pojavi v človeškem telesu, ko je predstavljen proces znojenja. Znojenje izhlapi, telo se naglo ohladi in telesna temperatura se zmanjša.

Ta proces izhlapevanja znoja in poznejšega hlajenja telesa prispeva k uravnavanju telesne temperature.

-Sušenje oblačil poteka tudi zaradi procesa izhlapevanja vode. Oblačila so položena tako, da zračni tok premika plinske molekule in je zato več izparevanja. Tu vpliva tudi temperatura ali toplota okolja ter atmosferski tlak.

-Pri proizvodnji liofiliziranih proizvodov, ki se skladiščijo in prodajajo v suhem stanju, kot so mleko v prahu, zdravila, med drugim pride do izhlapevanja. Vendar pa se to izhlapevanje opravi v vakuumu in ne s povišanjem temperature.

Drugi primeri.

Reference

  1. Kemija LibreTexts. (20. maj, 2018). Izhlapevanje in kondenzacija. Vzpostavljeno iz: chem.libretexts.org
  2. Jimenez, V. in Macarulla, J. (1984). Fiziološka fizikalna kemija. (6ta. ed). Madrid: Interamericana
  3. Whitten, K., Davis, R., Peck M. in Stanley, G. (2008). Kemija (8ava. ed). Učenje učenja: Mehika.
  4. Wikipedija. (2018). Izhlapevanje Vzpostavljeno iz: https://en.wikipedia.org/wiki/Evaporation
  5. Fennel J. (2018). Kaj je izhlapevanje? - Definicija in primeri. Študija. Vzpostavljeno iz: study.com
  6. Malesky, Mallory. (16. april 2018). Primeri izhlapevanja in destilacije. Sciencing. Vzpostavljeno iz: sciencing.com