Sublimacija je izraz za kada stvar podvrgava se faznom prijelazu izravno iz krutine u plinovit oblikili pare, bez prolaska kroz češću tekuću fazu između dva. To je specifičan slučaj isparavanja. Sublimacija se odnosi na fizičke promjene prijelaza, a ne na slučajeve gdje se krute tvari pretvaraju u plin zbog kemijske reakcije. Kako je za fizičku promjenu krute tvari u plin potreban dodavanje energije u tvar, to je primjer endotermičke promjene.
Kako djeluje sublimacija
Fazni prijelazi ovise o temperaturi i tlaku materijala u pitanju. U normalnim uvjetima, kako ih općenito opisuje kinetička teorija, dodavanjem topline atomi unutar krute tvari dobivaju energiju i postaju manje čvrsto povezani jedni s drugima. Ovisno o fizičkoj strukturi, to obično uzrokuje taloženje krutine u tekući oblik.
Ako pogledate na fazni dijagrami, što je graf koji prikazuje stanja materije za različite pritiske i količine. "Trostruka točka" na ovom dijagramu predstavlja minimalni tlak zbog kojeg tvar može preuzeti tekuću fazu. Ispod tog tlaka, kada temperatura padne ispod razine krute faze, prelazi izravno u plinsku fazu.
Posljedica toga je da ako je trostruka točka pod visokim tlakom, kao u slučaju čvrstog ugljičnog dioksida (ili suhi led), tada je sublimacija zapravo lakša od otapanja tvari jer su visoki pritisci potrebni da se pretvore u tekućine obično izazov za stvaranje.
Upotrebe za sublimaciju
Jedan od načina da razmislite o tome je da ako želite imati sublimaciju, trebate smanjiti tlak ispod trostruke točke. Metoda koju kemičari često koriste je stavljanje tvari u vakuum i primjena topline, u uređaj koji se naziva sublimacijski aparat. Vakuum znači da je tlak vrlo nizak, pa će čak i tvar koja se obično rastopi u tekućem obliku izravno sublimirati u para uz dodavanje topline.
Ovo je metoda koju su kemičari koristili za pročišćavanje spojeva, a razvijena je u danima alkemije prije kemije kao sredstvo stvaranja pročišćenih isparavanja elemenata. Ti pročišćeni plinovi tada mogu proći proces kondenzacije, pri čemu će krajnji rezultat biti pročišćena kruta tvar temperatura sublimacije ili temperatura kondenzacije bila bi drugačija za nečistoće nego za željene krutina.
Jedna napomena o onome što sam gore opisao: kondenzacija bi zapravo plin odvela u tekućinu, koja bi se potom smrznula natrag u krutu tvar. Također bi bilo moguće smanjiti temperaturu uz zadržavanje niskog tlaka, zadržavanje cijelog sustava ispod trostruke točke, a to bi uzrokovalo prijelaz izravno iz plina u kruto. Taj se proces zove taloženje.