纯物质的升华和凝华条件
自然界中的纯物质都可以有固、液、气三种聚集态存在,并在一个确定的温度和相应的压强下,固、液、气三种聚集态处于平衡共存的唯一状态——三相点。必须指出,这里只讨论纯物质的固、液、气三相平衡共存的三相点。由于氦没有固、液、气三相平衡共存的三相点,所以要把它除外。不同纯物质三相点的温度和相应的压强数值是各不相同的。但是,纯物质的升华和凝华所要求的条件却是相似的。纯物质的升华和凝华条件是:纯物质蒸气的温度和压强必须在该物质的三相点温度和压强以下。如果某种固态纯物质的蒸气压低于它的三相点压强,当温度升高时,该固态物质将直接升华为气态。反之,如果某种气态纯物质的压强低于它的三相点压强。当温度降低到它的三相点温度以下时,该气态物质将直接凝华为固态。
升华:指固态物质不经液态直接转变成气态的现象,可作为一种应用固-气平衡
进行分离的方法。有些物质(如碘)在固态时就有较高的蒸气压,因此受热后不经熔
化就可直接变为蒸气,冷凝时又复成为固体。固体物质的蒸气压与外压相等时的温度
,称为该物质的升华点。在升华点时,不但在晶体表面,而且在其内部也发生了升华
,作用很剧烈,易将杂质带入升华产物中。为了使升华只发生在固体表面,通常总是
在低于升华点的温度下进行,此时固体的蒸气压低于外压。
卤化铵也会“升华”,但其机理与一般的升华不同。加热时,由于卤化铵分解成
气态的氨和卤化氢而气化,冷却时又重新结合成卤化铵而沉积下来,表观现象与升华
一样,所以常把它归于升华,但其实质是不同的。
简史 人类对升华现象认识得很早,东晋(公元4世纪)时葛洪在《抱朴子内篇》
中即记载有:“取雌黄、雄黄烧下,其中铜铸以为器复之……百日此器皆生赤乳,长
数分。”这一段话描述了三硫化二砷和四硫化四砷的升华现象。明朝李时珍著的《本
草纲目》(1596)载有将水银、白矾、食盐的混合物加热升华制轻粉(氯化亚汞)法。
方法 除了常压升华以外,还有:
真空升华 由于升华与固体蒸气压和外压的相对大小有关,降低外压可以降低升
华温度,在常压下不能升华或升华很慢的物质可以采用真空升华。真空升华还可防止
被升华的物质因温度过高而分解或在升华时被氧化。金属镁和钐、三氯化钛、苯甲酸
、糖精等都可用此法提纯。
低温升华 1976年J.W.米切尔提出低温升华技术,即将温度和压力维持在升华
物质的三相点以下,使它在很低的压力(几毫米汞柱)下升华,经冷凝后捕集在冷阱
中而与杂质分离。此法操作简单,产品纯度很高,例如很难用一般方法提纯成高纯试
剂的过氧化氢,用此法提纯,一次即可将钴、铬、铜、铁、锰、镍等杂质从
1000ng/mL降至0.4~2ng/mL。
三、忌在容器内敞口长期存放。碘盐如长时间与阳光、空气接触,碘容易挥发。
最好放在有色的玻璃瓶内,用完后将盖盖严,密封保存。
四、忌加醋。碘跟酸性物质结合后会被破坏。据测试,炒菜时如同时加醋,碘的
食用率即下降40% ~ 60%。另外,碘盐遇酸性菜(如酸菜),食用率也会下降。
冰直接升华了
自然界中的纯物质都可以有固、液、气三种聚集态存在,并在一个确定的温度和相应的压强下,固、液、气三种聚集态处于平衡共存的唯一状态——三相点。必须指出,这里只讨论纯物质的固、液、气三相平衡共存的三相点。由于氦没有固、液、气三相平衡共存的三相点,所以要把它除外。不同纯物质三相点的温度和相应的压强数值是各不相同的。但是,纯物质的升华和凝华所要求的条件却是相似的。纯物质的升华和凝华条件是:纯物质蒸气的温度和压强必须在该物质的三相点温度和压强以下。如果某种固态纯物质的蒸气压低于它的三相点压强,当温度升高时,该固态物质将直接升华为气态。反之,如果某种气态纯物质的压强低于它的三相点压强。当温度降低到它的三相点温度以下时,该气态物质将直接凝华为固态。
应为冰升华吸热成水蒸气所以可以干
升华是物理变化,物质本身没有产生新的其他物质;升华是吸热过程,需要吸收外界热量,但具体物质不同,需要的热量也不一样 与环境压力、温度、蒸汽压有关