ĶĪMISKĀ IZTVAIKOŠANA: NO KĀ TĀ SASTĀV, PIELIETOJUMI UN PIEMĒRI - ĶĪMIJA - 2025

Ķīmiskā iztvaikošana ir process, kurā molekulas tiek atdalītas no šķidruma virsmas un iet gāzveida stāvoklī. Tas ir process, kas absorbē enerģiju, un tāpēc tas ir endotermisks. Šķidruma virsmas tuvumā esošās molekulas palielina kinētisko enerģiju, lai iztvaikotu.

Šīs enerģijas palielināšanās rezultātā starpmolekulārie kohēzijas vai pievilcības spēki starp šīm molekulām vājina un iziet no šķidrās fāzes uz gāzes fāzi. Tā kā nav robežu, kur gāzveida molekulas griežas, lai atkal iekļūtu šķidrumā, tas viss pilnībā iztvaiko.

Vidralta, no Wikimedia Commons

Atšķirībā no vārīšanās, iztvaikošana var notikt jebkurā temperatūrā, pirms šķidrums vārās. Šī parādība ir iemesls, kāpēc no mežiem var izplūst ūdens tvaiki, kuri, nonākot saskarē ar aukstu gaisu, kondensējas ar ūdens pilieniem, piešķirot tiem baltu krāsu.

Kondensācija ir apgriezts process, kas var vai nevar radīt līdzsvaru ar iztvaikošanu, kas notiek šķidrumā.

Ir faktori, kas ietekmē iztvaikošanu, piemēram: procesa ātrums vai molekulu daudzums, kas var iztvaikot no šķidruma; šķidruma veids vai tips; temperatūra, kurai pakļauts šķidrums, vai, ja tas ir slēgtā vai atvērtā traukā, kas pakļauts vides iedarbībai.

Cits ķīmiskās iztvaikošanas piemērs notiek mūsu ķermenī: svīstot, daļa sviedru šķidruma iztvaiko. Sviedru iztvaikošana atstāj ķermeņa aukstuma sajūtu iztvaikojošas dzesēšanas dēļ.

Kas ir iztvaikošana?

Avots: Pixabay

Tas sastāv no molekulu spējas vai īpašībām, kas atrodas uz šķidruma virsmas, lai pārveidotos tvaikos. No termodinamiskā viedokļa iztvaikošanai ir nepieciešama enerģijas absorbcija.

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

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

Kohēzijas spēki

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

Kohēzijas spēks rada molekulu pievilcību, kas palīdz molekulas turēt kopā. Iztvaikošanai nepieciešams enerģijas daudzums, ko nodrošina apkārtējās vides daļiņas, lai samazinātu šo spēku.

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

Starp iztvaikošanu, viskozitāti un virsmas spraigumu, starp citām ķīmiskajām īpašībām, katram šķidrumam ir atšķirīga. Ķīmiskā iztvaikošana ir process, kas būs atkarīgs no šķidruma veida, starp citiem faktoriem, kas sīkāk aprakstīti nākamajā sadaļā.

Ķīmiskajā iztvaikošanā iesaistītie faktori

Ir daudz faktoru, kas ietekmē iztvaikošanas procesu, veicinot vai kavējot šo procesu. Starp daudziem citiem faktoriem ir šķidruma tips, temperatūra, gaisa straumju klātbūtne, mitrums.

La

Katram šķidruma veidam būs savs saliedējošais vai pievilcīgais spēks, kas pastāv starp molekulām, kas to veido. Eļļainos šķidrumos, piemēram, eļļā, iztvaikošana parasti notiek mazākā mērā nekā tajos ūdens šķidrumos.

Piemēram, ūdenī kohēzijas spēkus attēlo ūdeņraža saites, kas izveidotas starp tā molekulām. H un O atomus, kas veido ūdens molekulu, tur kopā ar polārajām kovalentajām saitēm.

Skābeklis ir vairāk elektronegatīvs nekā ūdeņradis, kas ūdens molekulām atvieglo ūdeņraža saiti ar citām molekulām.

Temperatūra

Temperatūra ir faktors, kas ietekmē šķidrumu un gāzu veidojošo molekulu kinētisko enerģiju. Molekulām ir nepieciešama minimālā kinētiskā enerģija, lai tās izkļūtu no šķidruma virsmas.

Zemā temperatūrā šķidruma molekulu daļa, kurai ir pietiekami daudz kinētiskās enerģijas iztvaikot, ir maza. Tas ir, zemā temperatūrā šķidruma iztvaikošana būs mazāka; un tāpēc iztvaikošana notiks lēnāk.

Drīzāk, temperatūrai paaugstinoties, iztvaikošana palielināsies. Palielinoties temperatūrai, palielināsies arī molekulu proporcija šķidrumā, kas iegūst iztvaikošanai nepieciešamo kinētisko enerģiju.

Slēgts vai atvērts konteiners

Ķīmiskā iztvaikošana būs atšķirīga atkarībā no tā, vai trauks, kurā atrodas šķidrums, ir aizvērts vai atvērts gaisa iedarbībai.

Ja šķidrums atrodas slēgtā traukā, iztvaikojošās molekulas ātri atgriežas šķidrumā; tas ir, tie kondensējas, saskaroties ar fiziskām robežām, piemēram, sienām vai vāku.

Šajā slēgtajā traukā starp iztvaikošanas procesu, kurā notiek šķidrums, un kondensācijas laikā tiek izveidots dinamisks līdzsvars.

Ja trauks ir atvērts, šķidrums var nepārtraukti iztvaikot pat pilnībā, atkarībā no gaisa iedarbības laika. Atvērtā tvertnē nav iespējams panākt līdzsvaru starp iztvaikošanu un kondensāciju.

Kad trauks ir atvērts, šķidrums tiek pakļauts videi, kas atvieglo iztvaicēto molekulu difūziju. Turklāt gaisa straumes izspiež iztvaicētās molekulas, aizstājot tās ar citām gāzēm (galvenokārt ar slāpekli un skābekli).

Iztvaicēto molekulu koncentrācija

Izšķiroša ir arī koncentrācija, kas pastāv iztvaikojošo molekulu gāzes fāzē. Šis iztvaikošanas process samazināsies, ja gaisā vai vidē ir augsta iztvaikojošās vielas koncentrācija.

Arī tad, ja gaisā ir liela dažādu iztvaikojušu vielu koncentrācija, samazinās jebkuru citu vielu iztvaikošanas ātrums.

Šī iztvaikojušo vielu koncentrācija notiek galvenokārt tajos gadījumos, kad nav atbilstoša gaisa cirkulācijas.

Šķidruma spiediens un virsmas laukums

Ja uz šķidruma virsmas molekulām ir mazāks spiediens, šo molekulu iztvaikošana būs labvēlīgāka. Jo plašāks ir gaisam pakļautā šķidruma virsmas laukums, jo ātrāka iztvaikošana notiks.

Lietojumprogrammas

Iztvaikošanas dzesēšana

Jau tagad ir skaidrs, ka tikai šķidrās molekulas, kas palielina kinētisko enerģiju, maina savu šķidro fāzi uz gāzveida . Vienlaikus šķidruma molekulās, kas neizplūst, samazinās kinētiskā enerģija ar temperatūras pazemināšanos.

Šajā fāzē joprojām saglabātā šķidruma temperatūra pazeminās, tas atdziest; Šo procesu sauc par iztvaikošanas dzesēšanu. Šī parādība izskaidro, kāpēc šķidrums, iztvaikojot, kad tas atdziest, var absorbēt siltumu no apkārtējās vides.

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

Materiālu žāvēšana

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

-Iztvaikošanas process kalpo arī citu šķidro vielu, piemēram, sāļu, minerālu, atdalīšanai no šķidrajiem šķīdumiem.

-Izmantošana tiek izmantota priekšmetu, paraugu žāvēšanai.

-Ļauj daudzām vielām vai ķīmiskām vielām reģenerēties.

Vielu žāvēšana

Šis process ir būtisks vielu žāvēšanai daudzās biomedicīnas un pētniecības laboratorijās kopumā.

Ir centrbēdzes un rotācijas iztvaicētāji, kurus izmanto, lai pēc iespējas palielinātu šķīdinātāju noņemšanu no vairākām vielām vienlaikus. Šajās ierīcēs vai speciālajā aprīkojumā paraugus koncentrē un lēnām iztvaicēšanas procesā pakļauj vakuumam.

Piemēri

-Ķīmiskās iztvaikošanas piemērs notiek cilvēka ķermenī, kad notiek svīšana. Svīstot, sviedri iztvaiko, ķermenim ir tendence atdzist un ir ķermeņa temperatūras pazemināšanās.

Šis sviedru iztvaikošanas process un tam sekojošā ķermeņa atdzišana veicina ķermeņa temperatūras regulēšanu.

-Apģērbu žāvēšana tiek veikta arī pateicoties ūdens iztvaikošanas procesam. Drēbes ir izkārtotas tā, lai gaisa strāva izspiestu gāzveida molekulas un tādējādi notiktu vairāk iztvaikošanas. Šeit ietekmē arī vides temperatūra vai siltums, kā arī atmosfēras spiediens.

-Ražojot sasaldētus produktus, kurus uzglabā un pārdod sausus, piemēram, piena pulveri, zāles, cita starpā, notiek arī iztvaikošana. Tomēr šo iztvaikošanu veic vakuumā, nevis temperatūras paaugstināšanās dēļ.

Citi piemēri.

Atsauces

1. Ķīmija LibreTexts. (2018. gada 20. maijs). Iztvaikošana un kondensācija. Atgūts no: chem.libretexts.org
2. Jimenez, V. un Macarulla, J. (1984). Fizioloģiskā fizikāli ķīmija. (6 ^ta. Ed.). Madride: Interamericana
3. Vittens, K., Deiviss, R., Peks M. un Stenlijs, G. (2008). Ķīmija. (8 ^ava. Ed). CENGAGE mācīšanās: Meksika.
4. Wikipedia. (2018). Iztvaikošana. Atgūts no: https://en.wikipedia.org/wiki/Evaporācija
5. Fenhelis J. (2018). Kas ir iztvaikošana? - Definīcija un piemēri. Pētījums. Atgūts no: study.com
6. Malesky, Mallory. (2018. gada 16. aprīlis). Iztvaicēšanas un destilācijas piemēri. Zinātne. Atgūts no: sciencing.com