ХИМИЧЕСКОЕ ИСПАРЕНИЕ: ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ, ПРИМЕНЕНИЯ И ПРИМЕРЫ - ХИМИЯ - 2026

Химическое испарение является процессом , при котором молекулы отделяются от поверхности жидкости и пропускание газообразного состояния. Это процесс поглощения энергии, поэтому он эндотермический. Молекулы у поверхности жидкости увеличивают свою кинетическую энергию для испарения.

В результате этого увеличения энергии межмолекулярные силы сцепления или притяжения между этими молекулами ослабевают и переходят из жидкой фазы в газовую. Поскольку нет границы, на которой газовые молекулы вращаются, чтобы снова проникнуть в жидкость, все это в конечном итоге полностью испаряется.

Видралта, из Wikimedia Commons

В отличие от кипения, испарение может происходить при любой температуре до закипания жидкости. Это явление является причиной того, что пары воды исходят из леса, который при контакте с холодным воздухом конденсирует микрокапли воды, придавая им белый цвет.

Конденсация - это обратный процесс, который может или не может установить равновесие с испарением, происходящим в жидкости.

На испарение влияют следующие факторы: скорость процесса или количество молекул, которые могут испариться из жидкости; характер или тип жидкости; температура, которой подвергается жидкость, или если она находится в закрытом или открытом контейнере, подверженном воздействию окружающей среды.

Другой пример химического испарения происходит в нашем теле: когда мы потеем, часть жидкости, содержащейся в поте, испаряется. Испарение пота оставляет в теле ощущение холода из-за охлаждения испарением.

Что такое испарение?

Источник: Pixabay

Он состоит из способности или свойства молекул, расположенных на поверхности жидкости, превращаться в пар. С термодинамической точки зрения для испарения требуется поглощение энергии.

Испарение - это процесс, который происходит в молекулах, находящихся на уровне свободной поверхности жидкости. Энергетическое состояние молекул, составляющих жидкость, является основополагающим для перехода из жидкого в газообразное состояние.

Кинетическая энергия или энергия, являющаяся продуктом движения частиц тела, максимальна в газообразном состоянии.

Силы сплоченности

Чтобы эти молекулы вышли из жидкой фазы, они должны увеличить свою кинетическую энергию, чтобы они могли испариться. С увеличением кинетической энергии сила сцепления молекул у поверхности жидкости уменьшается.

Сила сцепления - это сила, которая вызывает молекулярное притяжение, которое помогает удерживать молекулы вместе. Испарение требует вклада энергии, обеспечиваемой частицами окружающей среды, чтобы уменьшить эту силу.

Обратный процесс испарения называется конденсацией: молекулы, находящиеся в газообразном состоянии, возвращаются в жидкую фазу. Это происходит, когда молекулы в газообразном состоянии сталкиваются с поверхностью жидкости и снова оказываются в ловушке жидкости.

И испарение, и вязкость, и поверхностное натяжение, а также другие химические свойства различны для каждой жидкости. Химическое испарение - это процесс, который будет зависеть от типа жидкости среди других факторов, которые подробно описаны в следующем разделе.

Факторы, участвующие в химическом испарении

Есть множество факторов, которые влияют на процесс испарения, способствуя или препятствуя этому процессу. Это тип жидкости, температура, наличие воздушных потоков, влажность и многие другие факторы.

ля

У каждого типа жидкости будет своя собственная сила сцепления или притяжения, которая существует между молекулами, составляющими ее. В маслянистых жидкостях, таких как масло, испарение обычно происходит в меньшей степени, чем в этих водных жидкостях.

Например, в воде силы сцепления представлены водородными связями, которые устанавливаются между ее молекулами. Атомы H и O, составляющие молекулу воды, удерживаются вместе полярными ковалентными связями.

Кислород более электроотрицателен, чем водород, что упрощает водородную связь молекулы воды с другими молекулами.

температура

Температура - это фактор, влияющий на кинетическую энергию молекул, образующих жидкости и газы. Для выхода молекул с поверхности жидкости требуется минимальная кинетическая энергия.

При низкой температуре часть молекул в жидкости, у которых достаточно кинетической энергии для испарения, мала. То есть при низкой температуре испарение жидкости будет меньше; и, следовательно, испарение будет медленнее.

Напротив, испарение будет увеличиваться при повышении температуры. С повышением температуры доля молекул в жидкости, которые приобретают кинетическую энергию, необходимую для испарения, также увеличивается.

Закрытый или открытый контейнер

Химическое испарение будет различным в зависимости от того, закрыт ли контейнер, в котором находится жидкость, или открыт для контакта с воздухом.

Если жидкость находится в закрытой емкости, испаряющиеся молекулы быстро возвращаются в жидкость; то есть они конденсируются, когда сталкиваются с физической границей, такой как стены или крышка.

В этом закрытом контейнере устанавливается динамическое равновесие между процессом испарения жидкости и процессом конденсации.

Если емкость открыта, жидкость может испаряться непрерывно даже полностью в зависимости от времени пребывания на воздухе. В открытом контейнере невозможно установить баланс между испарением и конденсацией.

Когда контейнер открыт, жидкость подвергается воздействию среды, которая способствует диффузии испарившихся молекул. Кроме того, воздушные потоки вытесняют испаренные молекулы, заменяя их другими газами (в основном азотом и кислородом).

Концентрация испаренных молекул

Концентрация, которая существует в газовой фазе испаряющихся молекул, также имеет решающее значение. Этот процесс испарения будет уменьшаться при высокой концентрации испаряющегося вещества в воздухе или окружающей среде.

Также при высокой концентрации различных испаряющихся веществ в воздухе скорость испарения любого другого вещества снижается.

Такая концентрация испарившихся веществ происходит в основном в тех случаях, когда нет адекватной рециркуляции воздуха.

Давление и площадь поверхности жидкости

Если давление на молекулы на поверхности жидкости меньше, испарение этих молекул будет более благоприятным. Чем шире площадь поверхности жидкости, подверженной воздействию воздуха, тем быстрее будет происходить испарение.

Приложения

Охлаждение испарением

Уже ясно, что только жидкие молекулы, увеличивающие свою кинетическую энергию, изменяют свою жидкую фазу на газообразную . Одновременно в не вылетевших молекулах жидкости происходит уменьшение кинетической энергии с понижением температуры.

Температура жидкости, которая еще сохраняется в этой фазе, падает, она остывает; Этот процесс называется испарительным охлаждением. Это явление позволяет объяснить, почему жидкость, не испаряясь при охлаждении, может поглощать тепло из окружающей среды.

Как упоминалось выше, этот процесс позволяет нам регулировать температуру тела. Также этот процесс испарительного охлаждения используется для охлаждения окружающей среды с помощью испарительных охладителей.

Сушка материалов

- Испарение на промышленном уровне используется для сушки различных материалов, таких как ткань, бумага, дерево и другие.

-Процесс испарения также служит для отделения растворенных веществ, таких как соли, минералы, среди других растворенных веществ, от жидких растворов.

-Испаривание используется для сушки предметов, образцов.

-Позволяет восстанавливать многие вещества или химикаты.

Сушка веществ

Этот процесс необходим для сушки веществ в большом количестве биомедицинских и исследовательских лабораторий в целом.

Существуют центробежные и роторные испарители, которые используются для максимального удаления растворителя сразу из нескольких веществ. В этих устройствах или специальном оборудовании образцы концентрируются и медленно подвергаются вакууму для процесса испарения.

Примеры

-Пример химического испарения происходит в организме человека, когда происходит процесс потоотделения. При потоотделении пот испаряется, тело имеет тенденцию к остыванию и происходит снижение температуры тела.

Этот процесс испарения пота и последующего охлаждения тела способствует регулированию температуры тела.

-Сушка одежды также осуществляется за счет испарения воды. Одежда раскладывается так, чтобы поток воздуха вытеснял молекулы газа и, таким образом, было больше испарения. Здесь также влияют температура или тепло окружающей среды и атмосферное давление.

- При производстве лиофилизированных продуктов, которые хранятся и продаются в сухом виде, таких как сухое молоко, лекарства, среди прочего, также происходит испарение. Однако это испарение осуществляется под вакуумом, а не из-за повышения температуры.

Другие примеры.

Ссылки

1. Химия LibreTexts. (20 мая 2018 г.). Испарение и конденсация. Получено с: chem.libretexts.org
2. Хименес В. и Макарулла Дж. (1984). Физиологическая физико-химия. (6 ^т. Ред.). Мадрид: Interamericana
3. Уиттен, К., Дэвис, Р., Пек М. и Стэнли, Г. (2008). Химия. (8 ^ава. Ред). CENGAGE Обучение: Мексика.
4. Wikipedia. (2018). Испарение. Получено с: https://en.wikipedia.org/wiki/Evapuration
5. Феннель Дж. (2018). Что такое испарение? - Определение и примеры. Учиться. Получено с: study.com
6. Малески, Мэллори. (16 апреля 2018 г.). Примеры испарения и перегонки. Sciencing. Получено с: sciencing.com