Sublimasi Terbalik adalah proses termodinamika di mana perubahan terjadi dari keadaan gas eksotermis ke solid tanpa terlebih dahulu menjadi cair. Ia juga dikenal dengan nama sublimasi regresif, desublimasi, atau pengendapan; yang terakhir adalah yang paling banyak digunakan dalam teks sekolah dan teks ensiklopedis.
Sublimasi terbalik dikatakan sebagai proses eksoterm karena partikel gas (atom atau molekul) harus kehilangan energi dengan melepaskan panas ke lingkungan; sedemikian rupa sehingga cukup dingin untuk membentuk kristal, mengeras atau membeku di permukaan.
Sublimasi terbalik hadir di mana-mana di mana ada permukaan yang cukup dingin untuk kristal yang akan disimpan di atasnya langsung dari fase gas. Sumber: Pixabay.
Kata ‘deposisi’ (dan bukan ‘deposisi’) berarti bahwa partikel diendapkan dari fase gas tanpa membasahi permukaan penerima. Itulah sebabnya fenomena sublimasi terbalik sering ditemukan pada benda-benda es; seperti yang terjadi pada embun beku yang menempel di dedaunan atau pemandangan musim dingin.
Deposisi seperti itu sering dideteksi oleh lapisan tipis kristal; meskipun itu juga bisa dibuat dari bubuk atau tanah liat. Dengan mengontrol proses ini, material multilayer baru dapat dirancang, di mana setiap lapisan terdiri dari padatan tertentu yang diendapkan oleh proses kimia atau fisik.
Konsep sublimasi terbalik
Sublimasi terbalik, seperti namanya saja mengungkapkan, adalah fenomena yang berlawanan dengan sublimasi: tidak dimulai dari padatan yang menguap, tetapi dari gas yang membeku atau membeku.
Jika Anda menalar secara molekuler, akan terlihat menakjubkan bahwa gas mampu mendingin ke titik di mana ia bahkan tidak mengembun; artinya, itu lolos ke keadaan cair .
Peran permukaan
Sebuah gas, sangat tidak teratur dan menyebar, tiba-tiba berhasil mengatur ulang partikelnya dan memantapkan dirinya sebagai padatan (apa pun penampilannya).
Dengan sendirinya ini akan menjadi kinetik dan termodinamika sulit, karena membutuhkan dukungan yang menerima partikel gas dan memusatkannya sehingga mereka berinteraksi satu sama lain sambil kehilangan energi; yaitu, saat mereka mendingin. Di sinilah permukaan yang terkena gas berpartisipasi: berfungsi sebagai pendukung dan penukar panas.
Partikel gas bertukar panas dengan permukaan yang lebih dingin atau es, sehingga mereka melambat dan sedikit demi sedikit inti kristal pertama terbentuk. Pada inti ini, lebih dingin dari gas di sekitarnya, partikel lain mulai mengendap, yang tergabung ke dalam strukturnya.
Hasil akhir dari proses ini adalah lapisan kristal atau padatan akhirnya terbentuk di permukaan.
Ketentuan
Agar sublimasi terbalik terjadi, salah satu dari dua kondisi ini biasanya harus ada: permukaan yang bersentuhan dengan gas harus memiliki suhu di bawah titik bekunya; atau gas harus didinginkan, sedemikian rupa sehingga segera setelah menyentuh permukaan itu disimpan karena mengganggu stabilitas tujuannya.
Di sisi lain, pengendapan juga dapat terjadi ketika gas panas. Jika permukaan cukup dingin, suhu tinggi gas akan berpindah ke sana secara tiba-tiba dan menyebabkan partikelnya beradaptasi dengan struktur permukaan.
Bahkan, ada metode di mana permukaannya bahkan tidak harus dingin, karena ia berpartisipasi langsung dalam reaksi dengan partikel gas yang berakhir secara kovalen (atau logam) di atasnya.
Dalam industri teknologi, metodologi yang bekerja dari prinsip ini banyak digunakan dan disebut deposisi uap kimia dengan pembakaran .
Contoh sublimasi terbalik
Bir berpakaian seperti pengantin wanita
Ketika bir sangat dingin sehingga gelas botolnya tertutup warna putih ketika dikeluarkan dari lemari es, dikatakan bahwa itu berpakaian seperti pengantin.
Botol bir menyediakan luas permukaan yang diperlukan untuk molekul uap air, H 2 O, untuk bertabrakan dan kehilangan energi dengan cepat. Jika kacanya hitam, Anda akan melihat bagaimana warnanya berubah menjadi putih entah dari mana, dan Anda dapat merobeknya dengan kuku Anda untuk menulis pesan atau menggambar di atasnya.
Kadang-kadang pengendapan kelembaban dari lingkungan sedemikian rupa sehingga bir tampak tertutup embun beku putih; namun efeknya tidak berlangsung lama, karena menit demi menit ia mengembun dan membasahi tangan orang yang memegangnya dan meminumnya.
Embun beku
Mirip dengan apa yang terjadi di dinding bir, embun beku disimpan di dinding bagian dalam beberapa lemari es. Demikian pula, lapisan kristal es ini diamati di alam di permukaan tanah; itu tidak jatuh dari langit tidak seperti salju.
Uap air yang sangat dingin bertabrakan dengan permukaan daun, pohon, rumput, dll., dan akhirnya memberi mereka panas, untuk menjadi dingin dan dapat mengendap di atasnya, dan bermanifestasi dalam pola kristal yang khas dan bercahaya.
Deposisi fisik
Sampai sekarang, ada pembicaraan tentang air; Tapi bagaimana dengan zat atau senyawa lain? Jika ada partikel emas berbentuk gas di dalam ruangan, misalnya, dan benda yang dingin dan tahan dimasukkan, maka lapisan emas akan diendapkan di atasnya. Hal yang sama akan terjadi dengan logam atau senyawa lain, selama mereka tidak memerlukan peningkatan tekanan atau ruang hampa.
Apa yang baru saja dijelaskan adalah tentang metode yang disebut deposisi fisik, dan digunakan dalam industri material untuk membuat lapisan logam pada bagian tertentu. Sekarang, masalahnya terletak pada bagaimana mendapatkan atom emas berbentuk gas tanpa konsumsi energi yang tinggi, karena membutuhkan suhu yang sangat tinggi.
Di sanalah ruang hampa masuk, untuk memfasilitasi perjalanan dari padat ke gas (sublimasi), serta penggunaan berkas elektron.
Jelaga di dinding cerobong sering disebut sebagai contoh pengendapan fisik; Namun, partikel karbon yang sangat halus, sudah dalam keadaan padat , dan tersuspensi dalam asap, hanya disimpan tanpa mengalami perubahan keadaan. Ini menyebabkan penghitaman dinding.
Deposisi kimia
Jika ada reaksi kimia antara gas dan permukaan, maka itu adalah deposisi kimia. Teknik ini umum dalam sintesis semikonduktor, dalam pelapisan polimer dengan lapisan bakterisida dan fotokatalitik TiO 2 , atau untuk menyediakan bahan perlindungan mekanis dengan melapisinya dengan ZrO 2 .
Berkat deposisi kimia, dimungkinkan untuk memiliki permukaan berlian, tungsten, tellurides, nitrida, karbida, silikon, graphenes, karbon nanotube, dll.
Senyawa yang memiliki atom M untuk diendapkan, dan yang juga rentan terhadap dekomposisi termal, dapat menghasilkan M pada struktur permukaan sehingga menjadi melekat secara permanen.
Karena alasan inilah reagen organologam biasanya digunakan, yang, ketika didekomposisi, melepaskan atom logam tanpa perlu mendapatkannya langsung darinya; yaitu, tidak perlu menggunakan emas metalik, melainkan kompleks emas untuk membuat “pelapisan” emas yang diinginkan.
Perhatikan bagaimana konsep awal sublimasi atau pengendapan terbalik akhirnya berkembang sesuai dengan kegunaan teknologi.
Referensi
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia . (edisi ke-8). CENGAGE Belajar.
- Maria Estela Rafino. (12 November 2019). Sublimasi terbalik. Diperoleh dari: concept.de
- Wikipedia. (2019). Deposisi (transisi fase). Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (13 Januari 2019). Definisi Deposisi dalam Kimia. Dipulihkan dari: thoughtco.com
- Malesky, Mallory. (06 Desember 2019). Perbedaan Antara Deposisi & Sublimasi. ilmu.com. Dipulihkan dari: sciencing.com
- Ensiklopedia Contoh (2019). Endapan Dipulihkan dari: example.co