Parowanie chemiczne w tym, co składa się na, zastosowania i przykłady

The odparowanie chemiczne jest procesem, w którym cząsteczki cieczy są oddzielane od jej powierzchni i przechodzą w stan gazowy. Jest to proces, który pochłania energię, a zatem jest endotermiczny. Cząsteczki w pobliżu powierzchni cieczy zwiększają swoją energię kinetyczną do odparowania.

W wyniku tego wzrostu energii siły kohezji lub przyciągania międzycząsteczkowego między tymi cząsteczkami słabną i uciekają z fazy ciekłej do fazy gazowej. Przy braku granicy, na której gazowe cząsteczki ożywają, by ponownie penetrować ciecz, wszystko to kończy się całkowicie odparowując.

W przeciwieństwie do gotowania, parowanie może odbywać się w dowolnej temperaturze, zanim ciecz zacznie wrzeć. Zjawisko to jest powodem, dla którego można zaobserwować emitowanie par wody z lasów, które wchodząc w kontakt z zimnym powietrzem, kondensują mikrokropelki wody, nadając im biały kolor.

Kondensacja jest procesem odwrotnym, który może, ale nie musi, doprowadzić do równowagi z parowaniem, które zachodzi w cieczy.

Istnieją czynniki, które wpływają na parowanie, takie jak: szybkość procesu lub liczba cząsteczek, które mogą odparować z cieczy; rodzaj lub rodzaj cieczy; temperatura, w której ciecz jest odsłonięta, lub jeśli znajduje się w zamkniętym lub otwartym pojemniku wystawionym na działanie środowiska.

Inny przykład chemicznego parowania występuje w naszym ciele: podczas pocenia się część potu paruje. Odparowanie potu pozostawia zimne uczucie w organizmie z powodu chłodzenia przez parowanie.

Indeks

• 1 Z czego składa się parowanie??
  • 1.1 Siły spójności
• 2 Czynniki związane z odparowaniem chemicznym
  • 2.1 Charakter cieczy
  • 2.2 Temperatura
  • 2.3 Zamknięty lub otwarty pojemnik
  • 2.4 Stężenie odparowanych cząsteczek
  • 2.5 Ciśnienie i powierzchnia cieczy
• 3 aplikacje
  • 3.1 Chłodzenie przez odparowanie
  • 3.2 Suszenie materiałów
  • 3.3 Suszenie substancji
• 4 Przykłady
• 5 referencji

Z czego składa się parowanie??

Składa się z pojemności lub właściwości cząsteczek znajdujących się na powierzchni cieczy, które przekształcają się w parę. Z termodynamicznego punktu widzenia absorpcja energii jest wymagana do wystąpienia parowania.

Odparowanie jest procesem zachodzącym w molekułach, które znajdują się na poziomie wolnej powierzchni cieczy. Stan energetyczny cząsteczek tworzących ciecz ma zasadnicze znaczenie dla przejścia ze stanu ciekłego do stanu gazowego.

Energia kinetyczna lub energia, która jest produktem ruchu cząstek ciała, jest maksymalna w stanie gazowym.

Siły spójności

Aby te cząsteczki wydostały się z fazy ciekłej, muszą zwiększyć swoją energię kinetyczną, aby mogły odparować. Wraz ze wzrostem energii kinetycznej zmniejsza się siła kohezyjna cząsteczek w pobliżu powierzchni cieczy.

Siłą kohezji jest siła przyciągania molekularnego, która pomaga utrzymać cząsteczki razem. Odparowanie wymaga udziału energii, która jest dostarczana przez cząstki otaczającego medium w celu zmniejszenia wspomnianej siły.

Odwrotny proces parowania nazywany jest kondensacją: cząsteczki znajdujące się w stanie gazowym powracają do fazy ciekłej. Występuje, gdy cząsteczki w stanie gazowym zderzają się z powierzchnią cieczy i zostają ponownie uwięzione w cieczy.

Zarówno parowanie, jak lepkość, napięcie powierzchniowe, między innymi właściwościami chemicznymi, są różne dla każdej cieczy. Parowanie chemiczne jest procesem, który zależy od rodzaju cieczy wśród innych czynników, które są szczegółowo opisane w następnej sekcji.

Czynniki związane z odparowaniem chemicznym

Istnieje wiele czynników, które wpływają na proces parowania, sprzyjając lub hamując ten proces. Ten typ cieczy, temperatura, obecność prądów powietrza, wilgotność środowiska, wśród wielu innych czynników.

The natura cieczy

Każdy rodzaj cieczy będzie miał swoją własną siłę kohezji lub przyciągania, która istnieje między molekułami, które ją tworzą. W płynach oleistych, takich jak olej, odparowywanie zwykle występuje w mniejszej proporcji niż w tych cieczach wodnych.

Na przykład, w wodzie siły kohezji są reprezentowane przez mostki wodorowe, które powstają między ich cząsteczkami. Atomy H i O, które tworzą cząsteczkę wody, są utrzymywane razem przez polarne wiązania kowalencyjne.

Tlen jest bardziej elektroujemny niż wodór, co ułatwia cząsteczce wody ustanowienie wiązań wodorowych z innymi cząsteczkami.

Temperatura

Temperatura jest czynnikiem wpływającym na energię kinetyczną cząsteczek tworzących ciecze i gazy. Minimalna energia kinetyczna jest wymagana, aby cząsteczki mogły wydostać się z powierzchni cieczy.

W niskiej temperaturze część cząsteczek cieczy, która ma wystarczającą energię kinetyczną, aby mogła odparować, jest niewielka. To znaczy, że w niskiej temperaturze parowanie, które stanowi ciecz, będzie mniejsze; i dlatego parowanie będzie wolniejsze.

Wręcz przeciwnie, parowanie wzrośnie wraz ze wzrostem temperatury. Wraz ze wzrostem temperatury zwiększy się również udział cząsteczek cieczy, które nabywają energię kinetyczną niezbędną do odparowania.

Zamknięty lub otwarty pojemnik

Parowanie chemiczne będzie różne w zależności od tego, czy pojemnik, w którym znajduje się ciecz, jest zamknięty, czy otwarty, wystawiony na działanie powietrza.

Jeśli ciecz znajduje się w zamkniętym pojemniku, cząsteczki, które odparowują szybko wracają do cieczy; to znaczy kondensują się, gdy zderzają się z fizyczną granicą, taką jak ściany lub pokrywa.

Dynamiczna równowaga jest ustalona w tym zamkniętym naczyniu między procesem parowania, który przechodzi ciecz, a kondensacją.

Jeśli pojemnik jest otwarty, ciecz może być w sposób ciągły odparowywana nawet do jej całkowitej w zależności od czasu ekspozycji na powietrze. W otwartym pojemniku nie ma możliwości ustalenia równowagi między parowaniem a kondensacją.

Gdy pojemnik jest otwarty, ciecz jest wystawiona na działanie środowiska, które ułatwia dyfuzję odparowanych cząsteczek. Ponadto prądy powietrzne wypierają odparowane cząsteczki zastępując je innymi gazami (głównie azotem i tlenem).

Stężenie odparowanych cząsteczek

Wyznacza się także stężenie, które występuje w fazie gazowej cząsteczek, które odparowują. Ten proces odparowywania zmniejszy się, gdy w powietrzu lub środowisku występuje wysokie stężenie parującej substancji.

Również w przypadku wysokiego stężenia różnych odparowanych substancji w powietrzu, szybkość parowania każdej innej substancji zmniejsza się.

To stężenie odparowanych substancji występuje głównie w tych przypadkach, w których nie ma odpowiedniej recyrkulacji powietrza.

Ciśnienie i pole powierzchni cieczy

Jeśli ciśnienie cząsteczek na powierzchni cieczy jest mniejsze, parowanie tych cząsteczek będzie bardziej korzystne. Im szerszy obszar odsłoniętej powierzchni cieczy do powietrza, tym szybsze będzie parowanie.

Aplikacje

Chłodzenie przez odparowanie

Jest już jasne, że tylko ciekłe cząsteczki, które zwiększają swoją energię kinetyczną, zmieniają swoją fazę ciekłą w fazę gazową. Jednocześnie w molekułach cieczy, które nie uciekają, następuje spadek energii kinetycznej wraz ze spadkiem temperatury.

Temperatura cieczy, która jest jeszcze zachowana w tej fazie, opada, chłodzi się; Proces ten nazywa się chłodzeniem wyparnym. Zjawisko to pozwala wyjaśnić, dlaczego ciecz bez odparowywania podczas chłodzenia może pochłaniać ciepło z otaczającego środowiska.

Jak wspomniano powyżej, proces ten pozwala regulować temperaturę ciała naszego ciała. Ten proces chłodzenia wyparnego jest również stosowany do chłodzenia środowisk poprzez zastosowanie chłodnic wyparnych.

Suszenie materiałów

-Parowanie na poziomie przemysłowym jest wykorzystywane do suszenia różnych materiałów, między innymi z tkaniny, papieru, drewna.

-Proces parowania służy również do oddzielania substancji rozpuszczonych, takich jak sole, minerały, między innymi solutami roztworów ciekłych.

-Parowanie służy do suszenia obiektów, próbek.

-Umożliwia odzyskiwanie wielu substancji chemicznych lub produktów.

Suszenie substancji

Proces ten jest niezbędny do suszenia substancji w wielu laboratoriach biomedycznych i badawczych w ogóle.

Istnieją wyparki odśrodkowe i obrotowe, które służą do maksymalizacji eliminacji rozpuszczalników kilku substancji jednocześnie. W tych urządzeniach lub specjalnych urządzeniach koncentruje się próbki, które są powoli poddawane próżni procesowi odparowywania.

Przykłady

-Przykład chemicznego parowania występuje w ludzkim ciele, gdy przedstawiony jest proces pocenia się. Pocenie się odparowuje, ciało ma tendencję do ochładzania się i następuje obniżenie temperatury ciała.

Ten proces parowania potu i późniejszego chłodzenia ciała przyczynia się do regulacji temperatury ciała.

-Suszenie odzieży odbywa się również dzięki procesowi odparowywania wody. Ubrania są układane w taki sposób, aby prąd powietrza wypierał cząsteczki gazowe, a tym samym więcej parowania. Wpływa tu także na temperaturę lub ciepło otoczenia i ciśnienie atmosferyczne.

-W produkcji liofilizowanych produktów, które są przechowywane i sprzedawane na sucho, takie jak mleko w proszku, leki, między innymi, następuje parowanie. Jednak to odparowywanie odbywa się w próżni, a nie przez wzrost temperatury.

Inne przykłady.

Referencje

1. Chemia LibreTexts. (20 maja 2018 r.). Parowanie i kondensacja. Źródło: chem.libretexts.org
2. Jimenez, V. and Macarulla, J. (1984). Fizykochemia fizjologiczna. (6^ta. ed). Madryt: Interamericana
3. Whitten, K., Davis, R., Peck M. i Stanley, G. (2008). Chemia (8^ava. ed). CENGAGE Learning: Meksyk.
4. Wikipedia. (2018). Odparowanie Źródło: https://en.wikipedia.org/wiki/Evaporation
5. Fennel J. (2018). Co to jest parowanie? - Definicja i przykłady. Studiować Źródło: study.com
6. Malesky, Mallory. (16 kwietnia 2018). Przykłady odparowywania i destylacji. Nauka. Źródło: sciencing.com