Introduzione alla chimica

Termini

• deposizioneUna transizione di fase in cui un gas è convertito in solido, senza passare attraverso una fase liquida intermedia. È il processo inverso della sublimazione.
• Punto triploIn termodinamica, il punto triplo di una sostanza è la temperatura e la pressione a cui le tre fasi (gas, liquido e solido) coesistono in equilibrio termodinamico.
• sublimazioneIl processo di trasformazione direttamente dalla fase solida a quella gassosa, senza passare per una fase liquida intermedia.

Transizione di fase: Da solido a gas

La sublimazione è il processo di trasformazione direttamente dalla fase solida alla fase gassosa, senza passare per una fase liquida intermedia. È una transizione di fase endotermica che si verifica a temperature e pressioni inferiori al punto triplo di una sostanza (la temperatura e la pressione a cui coesistono tutte e tre le fasi) nel suo diagramma di fase.

A una data temperatura, la maggior parte dei composti chimici e degli elementi possono possedere uno dei tre diversi stati della materia a pressioni diverse. In questi casi, la transizione dallo stato solido a quello gassoso richiede uno stato liquido intermedio. Ma a temperature inferiori a quella del punto triplo, una diminuzione della pressione provocherà una transizione di fase direttamente dal solido al gassoso. Inoltre, a pressioni inferiori a quella del punto triplo, un aumento della temperatura provocherà la conversione di un solido in gas senza passare attraverso la regione liquida.

Per alcune sostanze, come il carbonio e l’arsenico, la sublimazione è molto più facile dell’evaporazione. Questo perché la pressione del loro punto triplo è molto alta ed è difficile ottenerle come liquidi. Il solido ha pressioni di vapore così alte che il riscaldamento porta ad una quantità sostanziale di vaporizzazione diretta anche prima che il punto di fusione sia raggiunto.

Il processo di sublimazione richiede energia supplementare ed è quindi un cambiamento endotermico. L’entalpia di sublimazione (chiamata anche calore di sublimazione) può essere calcolata come la somma dell’entalpia di fusione e dell’entalpia di vaporizzazione.

Il processo inverso della sublimazione è la deposizione (cioè, da gas a solido). Per esempio, lo iodio solido, I2, è facilmente sublimato a temperature intorno ai 100°C. Anche il ghiaccio ha una pressione di vapore misurabile vicino al suo punto di congelamento, come evidenziato dalla tendenza della neve ad evaporare in tempo freddo e secco. Ci sono altri solidi la cui pressione di vapore supera quella del liquido prima che possa avvenire la fusione. Tali sostanze sublimano; un esempio comune è l’anidride carbonica solida (ghiaccio secco) a 1 atm di pressione atmosferica.