CHEMICKÉ ODPAŘOVÁNÍ: Z ČEHO SE SKLÁDÁ, APLIKACE A PŘÍKLADY - CHEMIE - 2025

Chemická odpařování je proces, při kterém jsou molekuly oddělené od povrchu kapaliny a složení plynné fázi. Je to proces, který pohlcuje energii, a proto je endotermický. Molekuly blízko povrchu kapaliny zvyšují jejich kinetickou energii k odpařování.

V důsledku tohoto zvýšení energie intermolekulární síly soudržnosti nebo přitažlivosti mezi těmito molekulami oslabují a unikají z kapalné fáze do plynné fáze. Protože neexistuje hranice, kde se plynné molekuly otáčejí, aby znovu pronikly do kapaliny, vše se nakonec zcela vypaří.

Vidralta, z Wikimedia Commons

Na rozdíl od varu může dojít k odpařování při jakékoli teplotě před tím, než se kapalina zahřeje. Tento jev je tedy důvodem, proč mohou být z lesů vyzařovány vodní páry, které při kontaktu se studeným vzduchem kondenzují mikro kapky vody, což jim dává bílou barvu.

Kondenzace je reverzní proces, který může nebo nemusí vytvořit rovnováhu s vypařováním, ke kterému dochází v kapalině.

Existují faktory, které ovlivňují odpařování, jako například: rychlost procesu nebo množství molekul, které se mohou odpařit z kapaliny; druh nebo typ kapaliny; teplota, které je kapalina vystavena, nebo je-li v uzavřené nebo otevřené nádobě vystavena životnímu prostředí.

Další příklad chemického vypařování se vyskytuje v našem těle: když se potíme, část tekutiny v potu se vypaří. Odpařování potu zanechává v těle pocit chladu díky odpařovacímu chlazení.

Co je to odpařování?

Zdroj: Pixabay

Skládá se z kapacity nebo vlastnosti molekul umístěných na povrchu kapaliny a přeměnit se na páru. Z termodynamického hlediska je pro odpařování zapotřebí absorpce energie.

Odpařování je proces, ke kterému dochází v molekulách, které jsou umístěny na úrovni volného povrchu kapaliny. Energetický stav molekul, které tvoří kapalinu, je zásadní pro změnu z kapalného do plynného stavu.

Kinetická energie nebo energie, která je výsledkem pohybu částic těla, je maximální v plynném stavu.

Soudržné síly

Aby tyto molekuly vystoupily z kapalné fáze, musí zvýšit svou kinetickou energii, aby se mohly odpařit. Se zvyšováním kinetické energie klesá soudržná síla molekul blízko povrchu kapaliny.

Kohezní síla je síla, která vyvíjí molekulární přitažlivost, která pomáhá držet molekuly pohromadě. Odpařování vyžaduje příspěvek energie poskytované částicemi okolního média ke snížení této síly.

Inverzní proces odpařování se nazývá kondenzace: molekuly, které jsou v plynném stavu, se vracejí do kapalné fáze. Vyskytuje se, když se molekuly v plynném stavu srazí s povrchem kapaliny a znovu se zachytí v kapalině.

Odpařování, viskozita, povrchové napětí, kromě jiných chemických vlastností, se liší pro každou z kapalin. Chemické odpařování je proces, který bude záviset na typu kapaliny mimo jiné faktory, které jsou podrobně popsány v následující části.

Faktory podílející se na chemickém odpařování

Existuje mnoho faktorů, které ovlivňují proces odpařování, které tento proces zvýhodňují nebo inhibují. Mezi mnoho dalších faktorů patří typ kapaliny, teplota, přítomnost vzduchových proudů, vlhkost.

Los Angeles

Každý typ kapaliny bude mít svou vlastní soudržnou nebo přitažlivou sílu, která existuje mezi molekulami, které ji tvoří. V olejovitých tekutinách, jako je olej, dochází k odpařování obecně v menší míře než v těchto vodných kapalinách.

Například ve vodě jsou kohezní síly představovány vodíkovými vazbami, které jsou vytvořeny mezi jeho molekulami. Atomy H a O, které tvoří molekulu vody, jsou drženy pohromadě polárními kovalentními vazbami.

Kyslík je více elektronegativní než vodík, což usnadňuje vodíkové vazbě molekuly s jinými molekulami.

Teplota

Teplota je faktor, který ovlivňuje kinetickou energii molekul, které vytvářejí kapaliny a plyny. K dispozici je minimální kinetická energie potřebná k úniku molekul z povrchu kapaliny.

Při nízké teplotě je část molekuly v kapalině, která má dostatek kinetické energie k odpařování, malá. To znamená, že při nízké teplotě bude odpařování kapaliny menší; a proto bude odpařování pomalejší.

Spíše se bude odpařování zvyšovat se zvyšující se teplotou. Se zvyšující se teplotou se také zvyšuje podíl molekul v kapalině, které získávají kinetickou energii potřebnou k odpařování.

Uzavřený nebo otevřený kontejner

Chemické odpařování se bude lišit v závislosti na tom, zda je nádoba, kde je kapalina umístěna, uzavřená nebo otevřená vystavena vzduchu.

Pokud je kapalina v uzavřené nádobě, odpařující se molekuly se rychle vracejí do kapaliny; to znamená, že kondenzují, když se srazí s fyzickým okrajem, jako jsou stěny nebo víko.

V této uzavřené nádobě se mezi odpařovacím procesem, kterým kapalina prochází kondenzací, vytváří dynamická rovnováha.

Je-li nádoba otevřená, může se kapalina odpařovat nepřetržitě až do své celistvosti v závislosti na době vystavení vzduchu. V otevřené nádobě není žádná příležitost k vytvoření rovnováhy mezi odpařováním a kondenzací.

Když je nádoba otevřená, kapalina je vystavena prostředí, které usnadňuje difúzi odpařených molekul. Dále proudy vzduchu vytlačují odpařené molekuly a nahrazují je jinými plyny (většinou dusíkem a kyslíkem).

Koncentrace odpařených molekul

Koncentrace, která existuje v plynné fázi odpařovacích molekul, je také rozhodující. Tento proces odpařování se sníží, když je vysoká koncentrace odpařené látky ve vzduchu nebo v prostředí.

Také v případě vysoké koncentrace různých odpařených látek ve vzduchu klesá rychlost odpařování jakékoli jiné látky.

K této koncentraci odpařených látek dochází hlavně v případech, kdy nedochází k dostatečné recirkulaci vzduchu.

Tlak a povrchová plocha kapaliny

Pokud je na povrchu kapaliny menší tlak, bude odpařování těchto molekul výhodnější. Čím větší je povrchová plocha kapaliny vystavené vzduchu, tím rychleji dochází k odpařování.

Aplikace

Chlazení odpařováním

Je již jasné, že pouze kapalné molekuly, které zvyšují jejich kinetickou energii, mění svou kapalnou fázi na plynnou . Současně v molekulách kapaliny, které neunikají, dochází ke snížení kinetické energie se snížením teploty.

Teplota kapaliny, která je v této fázi stále konzervována, klesá, ochlazuje se; Tento proces se nazývá odpařovací chlazení. Tento jev vysvětluje, proč kapalina bez odpařování, když ochlazuje, může absorbovat teplo z prostředí, které ji obklopuje.

Jak bylo uvedeno výše, tento proces nám umožňuje regulovat tělesnou teplotu našeho těla. Také tento proces odpařovacího chlazení se používá pro chlazení prostředí pomocí odpařovacích chladičů.

Sušení materiálů

- Odpařování na průmyslové úrovni se používá mimo jiné k sušení různých materiálů vyrobených s látkou, papírem, dřevem.

- Odpařovací proces také slouží k oddělení solutů, jako jsou soli, minerály, mimo jiné soluty z kapalných roztoků.

- Odpařování se používá k sušení předmětů, vzorků.

- Umožňuje regeneraci mnoha látek nebo chemikálií.

Sušení látek

Tento proces je nezbytný pro sušení látek obecně ve velkém počtu biomedicínských a výzkumných laboratoří.

Existují odstředivé a rotační odparky, které se používají k maximalizaci odstranění rozpouštědla z více látek najednou. V těchto zařízeních nebo speciálních zařízeních jsou vzorky koncentrovány a pomalu podrobeny vakuu odpařovacímu procesu.

Příklady

- Příklad chemického odpařování nastává v lidském těle, když nastává proces pocení. Při potu se pot vypařuje, tělo má tendenci se ochladit a dochází ke snížení tělesné teploty.

Tento proces odpařování potu a následné ochlazení těla přispívá k regulaci teploty těla.

- Sušení oděvů se také provádí díky procesu odpařování vody. Oblečení je uspořádáno tak, aby proud vzduchu vytlačoval plynné molekuly a tím došlo k dalšímu odpařování. Zde ovlivňuje také teplota nebo teplo prostředí a atmosférický tlak.

- Při výrobě lyofilizovaných produktů, které jsou skladovány a prodávány v suchu, jako je sušené mléko, léky, mimo jiné dochází k odpařování. Toto odpařování se však provádí za vakua a ne kvůli zvýšení teploty.

Další příklady.

Reference

1. Chemistry LibreTexts. (20. května 2018). Odpařování a kondenzace. Obnoveno z: chem.libretexts.org
2. Jimenez, V. a Macarulla, J. (1984). Fyziologická fyzikální chemie. (6 ^ta. Ed). Madrid: Interamericana
3. Whitten, K., Davis, R., Peck M. a Stanley, G. (2008). Chemie. (8 ^ava Ed.). CENGAGE Learning: Mexico.
4. Wikipedia. (2018). Vypařování. Obnoveno z:
5. Fennel J. (2018). Co je odpařování? - Definice a příklady. Studie. Obnoveno z: study.com
6. Malesky, Mallory. (16. dubna 2018). Příklady odpařování a destilace. Sciencing. Obnoveno z: sciencing.com