Ķīmiskā iztvaikošana tajā sastāvā, pielietojumi un piemēri

The ķīmiskā iztvaikošana ir process, kurā šķidruma molekulas tiek atdalītas no tās virsmas un iet uz gāzveida stāvokli. Tas ir process, kas absorbē enerģiju un tāpēc ir endotermisks. Molekulas pie šķidruma virsmas palielina kinētisko enerģiju, lai iztvaikotu.

Šā enerģijas pieauguma rezultātā kohēzijas spēki vai starpmolekulārā piesaiste starp šīm molekulām vājinās un izplūst no šķidrās fāzes uz gāzes fāzi. Ja nav robežas, kur gāzveida molekulas atdzīvojas, lai atkal iekļūtu šķidrumā, tas viss iztvaiko pilnībā.

Atšķirībā no vārīšanās, iztvaikošana var notikt jebkurā temperatūrā pirms šķidruma vārīšanās. Šī parādība ir iemesls, kāpēc redzams, ka no mežiem tiek izdalīti ūdens tvaiki, kas, saskaroties ar aukstu gaisu, kondensē ūdens ūdens pilienus, piešķirot tiem baltu krāsu.

Kondensāts ir pretējs process, kas var vai nevar radīt līdzsvaru ar iztvaikošanu, kas notiek šķidrumā.

Ir faktori, kas ietekmē iztvaikošanu, piemēram: procesa ātrums vai molekulu skaits, kas var iztvaikot no šķidruma; šķidruma veidu vai veidu; temperatūra, kurā šķidrums ir pakļauts, vai, ja tas atrodas slēgtā vai atvērtā tvertnē, kas pakļauta videi.

Vēl viens ķīmiska iztvaikošanas piemērs parādās mūsu ķermenī: svīstot, daļa sviedru šķidruma iztvaiko. Sviedru iztvaikošana organismā izraisa aukstu sajūtu iztvaikošanas dzesēšanas dēļ.

Indekss

• 1 Ko veido iztvaikošana??
  • 1.1 Kohēzijas spēki
• 2 Ķīmiskajā iztvaikošanā iesaistītie faktori
  • 2.1 Šķidruma raksturs
  • 2.2 Temperatūra
  • 2.3 Slēgts vai atvērts konteiners
  • 2.4 Iztvaicēto molekulu koncentrācija
  • 2.5 Spiediena un šķidruma virsmas laukums
• 3 Pieteikumi
  • 3.1. Tvaicēšanas dzesēšana
  • 3.2 Materiālu žāvēšana
  • 3.3 Vielu žāvēšana
• 4 Piemēri
• 5 Atsauces

Ko sastāv no iztvaikošanas??

Tas sastāv no molekulām, kas atrodas šķidruma virsmā, lai pārveidotu tvaikus. No termodinamikas viedokļa, lai iztvaikošana notiktu, ir nepieciešama enerģijas absorbcija.

Iztvaikošana ir process, kas notiek molekulās, kas atrodas šķidruma brīvās virsmas līmenī. Šķidruma veidojošo molekulu enerģētiskais stāvoklis ir būtisks, lai pārietu no šķidruma uz gāzveida stāvokli.

Kinētiskā enerģija vai enerģija, kas ir ķermeņa daļiņu kustības rezultāts, ir maksimāla gāzveida stāvoklī.

Kohēzijas spēki

Lai šīs molekulas izkļūtu no šķidrās fāzes, tām ir jāpalielina kinētiskā enerģija, lai tās varētu iztvaikot. Pieaugot kinētiskajai enerģijai, samazinās molekulu kohēzijas spēks pie šķidruma virsmas.

Kohēzijas spēks ir tas, kas rada molekulāru piesaisti, kas palīdz saglabāt molekulas kopā. Iztvaikošanai ir nepieciešams enerģijas daudzums, ko nodrošina apkārtējās vides daļiņas, lai samazinātu minēto spēku.

Atgriezenisko iztvaikošanas procesu sauc par kondensāciju: molekulas, kas atrodas gāzveida stāvoklī, atgriežas šķidrā fāzē. Tas notiek, kad gāzveida stāvoklī esošās molekulas saduras ar šķidruma virsmu un atkal iesprūst šķidrumā.

Gan iztvaikošana, gan viskozitāte, virsmas spriedze, cita starpā, ir atšķirīga katram šķidrumam. Ķīmiskā iztvaikošana ir process, kas atkarīgs no šķidruma veida starp citiem faktoriem, kas ir sīkāk aprakstīti nākamajā sadaļā.

Ķīmiskās iztvaikošanas faktori

Ir daudzi faktori, kas ietekmē iztvaikošanas procesu, dodot priekšroku šim procesam vai kavējot to. Šāda veida šķidrums, temperatūra, gaisa strāvu klātbūtne, vides mitrums, starp daudziem citiem faktoriem.

The šķidruma raksturs

Katram šķidruma veidam būs savs kohēzijas spēks vai pievilcība, kas pastāv starp to veidojošajām molekulām. Eļļainās eļļās iztvaicēšana parasti notiek mazākā proporcijā nekā šajos ūdens šķidrumos.

Piemēram, ūdenī kohēzijas spēkus pārstāv ūdeņraža tilti, kas izveidoti starp to molekulām. H un O atomus, kas veido ūdens molekulu, tur kopā ar polāro kovalentu saiti.

Skābeklis ir vairāk elektronegatīvs nekā ūdeņradis, kas padara ūdens molekulu vieglāk izveidot ūdeņraža saites ar citām molekulām.

Temperatūra

Temperatūra ir faktors, kas ietekmē šķidrumu un gāzu veidojošo molekulu kinētisko enerģiju. Ir minimāla kinētiskā enerģija, kas nepieciešama, lai molekulas izplūst no šķidruma virsmas.

Zemā temperatūrā šķidruma molekulu daļa, kurai ir pietiekama kinētiskā enerģija, lai tās varētu iztvaikot, ir neliela. Tas ir, ka zemā temperatūrā iztvaikojums, ko šķidrums uzrāda, būs mazāks; un tāpēc iztvaikošana būs lēnāka.

Gluži pretēji, iztvaikošana palielināsies, paaugstinoties temperatūrai. Palielinoties temperatūrai, palielināsies arī šķidruma molekulu īpatsvars, kas iegūst kinetisko enerģiju, kas nepieciešama iztvaikošanai.

Slēgts vai atvērts konteiners

Ķīmiskā iztvaikošana būs atšķirīga atkarībā no tā, vai tvertne, kurā atrodas šķidrums, ir slēgta vai atvērta gaisā.

Ja šķidrums atrodas slēgtā traukā, molekulas, kas ātri iztvaiko, atgriežas šķidrumā; tas ir, tie kondensējas sadursmē ar fizisku robežu, piemēram, sienām vai vāku.

Šajā noslēgtā tvertnē starp iztvaikošanas procesu konstatē dinamisku līdzsvaru, ka šķidrums nonāk kondensācijas procesā..

Ja konteiners ir atvērts, šķidrumu var nepārtraukti iztvaicēt pat līdz tā kopējam daudzumam atkarībā no gaisa iedarbības laika. Atvērtā traukā nav iespējams noteikt līdzsvaru starp iztvaikošanu un kondensāciju.

Kad konteiners ir atvērts, šķidrums ir pakļauts videi, kas atvieglo iztvaicēto molekulu difūziju. Turklāt gaisa plūsmas izspiež iztvaikotās molekulas, kas aizvieto tās ar citām gāzēm (galvenokārt slāpekli un skābekli).

Iztvaicēto molekulu koncentrācija

Nosaka arī koncentrāciju, kas ir molekulu, kas iztvaiko, gāzveida fāzē. Šis iztvaikošanas process samazināsies, kad gaisā vai vidē būs liela iztvaikošanas vielas koncentrācija.

Arī tad, ja gaisā ir liela dažādu iztvaikoto vielu koncentrācija, jebkuras citas vielas iztvaikošanas ātrums samazinās.

Šī iztvaikoto vielu koncentrācija notiek galvenokārt tajos gadījumos, kad nav pietiekamas gaisa recirkulācijas.

Šķidruma spiediens un virsmas laukums

Ja šķidruma virsmas molekulām ir mazāks spiediens, šo molekulu iztvaikošana būs labvēlīgāka. Jo plašāks ir šķidruma virsmas laukums gaisā, jo ātrāk iztvaiko.

Programmas

Iztvaikošana

Jau tagad ir skaidrs, ka tikai šķidrās molekulas, kas palielina to kinētisko enerģiju, maina savu šķidro fāzi uz gāzes fāzi. Vienlaikus šķidruma molekulās, kas neizbēg, kinetiskā enerģija samazinās, samazinoties temperatūrai..

Šajā fāzē saglabātā šķidruma temperatūra pazeminās, atdziest; Šo procesu sauc par iztvaikošanas dzesēšanu. Šī parādība ļauj izskaidrot, kāpēc šķidrums bez iztvaikošanas dzesēšanas laikā var absorbēt siltumu no apkārtējās vides.

Kā minēts iepriekš, šis process ļauj regulēt ķermeņa temperatūru. Šis iztvaikošanas dzesēšanas process tiek izmantots arī vides dzesēšanai, izmantojot iztvaikošanas dzesētājus.

Materiālu žāvēšana

-Iztvaikošana rūpnieciskā līmenī tiek izmantota dažādu materiālu, kas izgatavoti no auduma, papīra, koka, žāvēšanai.

-Iztvaikošanas process kalpo arī, lai atdalītu šķīdinātājus, piemēram, sāļus, minerālus, citu šķidrumu šķīdumu veidā.

-Iztvaikošana tiek izmantota, lai izžāvētu priekšmetus, paraugus.

-Ļauj atgūt daudzas ķīmiskas vielas vai produktus.

Vielu žāvēšana

Šis process ir būtisks vielu žāvēšanai lielā skaitā biomedicīnas un pētniecības laboratoriju kopumā.

Ir centrbēdzes un rotācijas iztvaicētāji, ko izmanto, lai maksimāli palielinātu vairāku vielu šķīdinātāju izdalīšanos vienlaicīgi. Šajās ierīcēs vai speciālajās iekārtās tiek koncentrēti paraugi, kurus lēnām pakļauj vakuumam iztvaicēšanas procesā.

Piemēri

-Ķīmiskās iztvaikošanas piemērs parādās cilvēka organismā, kad tiek parādīts svīšana. Svīšana iztvaiko, ķermenim ir tendence atdzist un ķermeņa temperatūra pazeminās.

Šis sviedru un turpmākās ķermeņa dzesēšanas process veicina ķermeņa temperatūras regulēšanu.

-Apģērbu žāvēšanu veic arī ūdens iztvaikošanas process. Drēbes tiek liktas tā, lai gaisa strāva izspiestu gāzveida molekulas un tādējādi būtu vairāk iztvaikošanas. Šeit arī ietekmē apkārtējās vides temperatūru vai siltumu un atmosfēras spiedienu.

-Ražojot liofilizētus produktus, kas tiek uzglabāti un pārdoti sausā veidā, piemēram, piena pulveris, zāles, cita starpā, iztvaiko. Tomēr šo iztvaikošanu veic vakuumā, nevis temperatūras paaugstināšanā.

Citi piemēri.

Atsauces

1. Ķīmija LibreTexts. (2018. gada 20. maijs). Iztvaikošana un kondensācija. Saturs iegūts no: chem.libretexts.org
2. Jimenez, V. un Macarulla, J. (1984). Fizioloģiskā fizikāli ķīmija. (6. \ T^ta. ed). Madride: Interamericana
3. Whitten, K., Davis, R., Peck M. un Stanley, G. (2008). Ķīmija (8. \ T^ava. ed). CENGAGE Learning: Meksika.
4. Vikipēdija. (2018). Iztvaikošana Saturs iegūts no: https://lv.wikipedia.org/wiki/Evaporation
5. Fennel J. (2018). Kas ir iztvaikošana? - Definīcija un piemēri. Pētījums. Saturs iegūts no: study.com
6. Malesky, Mallory. (2018. gada 16. aprīlis). Iztvaikošanas un destilācijas piemēri. Science. Saturs iegūts no: sciencing.com