화학에서 정의에 의해 증착은 중간 액체 상을 통과하지 않고 기체 상태로부터 고체 상태로 직접 전이하는 위상 전이를 지칭한다. 증착은 승화의 반대이며, 고체가 가스로 직접 전이되는 위상 전이입니다.
증착 및 승화는 6 개의 1 차 위상 전이 중 2 개이며, 다른 4 개는 냉동 (액체에서 고체에서 액체), 용융 (고체에서 액체), 증발 (액체에서 가스) 및 응축 (가스 대 액체)입니다.
증착이 발생하기 위해서는 화학 시스템이 환경으로 에너지를 방출해야합니다. 이것은 열의 방출이 환경으로의 방출을 포함하기 때문에 발열 반응을 만듭니다. 증착의 일부 일반적인 예는 차가운 표면에 서리의 형성과 구름에서 얼음 결정의 형성을 포함한다. 두 경우 모두, 수증기는 가스 상태에서 액체 상을 통과하지 않고 직접 고체 얼음으로 전환됩니다.
위상 전이 및 상태 변화
증착은 위상 전이 이다 . 위상 전이는 물질이 한 상태에서 다른 상태로 변하는 과정을 말합니다 :고체, 액체 또는 가스. 모든 물질은 위상 전이를 겪을 수 있으며 물질이 취하는 물질의 상태는 주변 온도 및 압력에 의존합니다. 위상 전이는 화학적 결합의 파괴 및 형성을 포함하지 않기 때문에 화학 반응이 아닌 물리적 반응입니다. 위상 다이어그램 물질은 물질의 열역학적 특성의 그래픽 표현이며, 그 물질이 세 가지 고전적인 물질 상태 중 하나에 존재하는 온도와 압력을 보여줍니다.
예를 들어, 물에 대한 위상 다이어그램을 고려하십시오. 물은 물이 지구상의 세 가지 고전적인 물질 상태에 자연적으로 존재하는 유일한 알려진 물질 인 것처럼 보이기 때문에 위상 전이를 이해하기위한 좋은 시험 사례입니다. 3 개의 영역 S, L 및 V는 각각 고체, 액체 또는 기체 상태에 물이 존재하는 온도 및 압력을 나타냅니다. 포인트 TP는 트리플 포인트 을 나타냅니다 이것은 물질이 3 개의 물질 상태에서 평형에 존재하는 온도와 압력입니다. 이들 영역을 나누는 선은
각 위상 전이, 증발, 용융, 끓는 등은 시스템에서 잠열의 도입 또는 방출이 필요합니다. 예를 들어, 액체 물을 증기로 증발시키는 데 필요한 잠열은 697.3 cal/g입니다. 1 그램의 물을 증발하려면 697.3 칼로리의 열 에너지를 입력해야합니다. 잠복 열 값이 양수 인 경우, 반응은 환경에서 열을 흡수해야하기 때문에 흡열이 있습니다. 값이 음수 인 경우, 시스템이 상태를 바꾸기 위해 많은 에너지를 방출해야하므로 반응은 발열 적입니다.
따라서 위상 다이어그램에 따르면, 증착은 시스템 상태가 L 영역을 통과하지 않고 S와 V 영역을 분리하는 라인을 가로 지르는 물리적 변화로 이해 될 수있다. 증착이 발생하기 위해서는 시스템이 환경에 잠재 열을 방출해야합니다. 수증기에서 열을 제거하면 불규칙하게 배열 된 기체 분자가 명확한 모양과 구조를 취합니다. 수증기를 고체 얼음으로 전이하는 데 필요한 잠재 열은 -677.0 cal/gram입니다. 따라서, 증착은 1 그램의 수증기를 1 그램의 얼음으로 분리하기 위해 677 칼로리의 열을 방출해야하므로 발열 반응이다.
.증착의 예
증착의 가장 명백한 예는 수증기의 구름에서 눈의 형성입니다. 지구의 액체 공급원의 물은 지구 대기로 증발됩니다. 대기의 서브 냉동 온도는 수증기가 얼음 결정으로 직접 분리되어 지구로 침전시킵니다. 이것은 또한 창문이나 금속과 같은 차가운 표면에 서리가 직접 형성되는 동일한 메커니즘입니다. 대기의 수증기는 차가운 표면과 접촉합니다. 수증기의 열은 차가운 표면에 흡수되고 서리가 형성됩니다.
다양한 화학 증기가 표면에 필름을 형성하기 위해 모욕 할 수 있습니다. 예를 들어, 기생충을 제거하는 데 사용되는 벌레 폭탄은 집으로 가스 살충제를 방출합니다. 살충제는 가정 표면과 접촉하여 해충을 가두고 죽이는 끈적 끈적한 필름으로 퇴적합니다. 동일한 논리가 다양한 산업 화학 코팅 공정 뒤에 있습니다. 코팅 물질은 챔버에 고체로 배치되고 기체 상태로 가열된다. 기체 분자는 표면과 접촉하여 코팅되고 균일 한 층으로 탈퇴한다. 동일한 과정은 일반적으로 실험실의 화학 물질을 정화하는 데 사용됩니다. 화합물의 증착은 화합물을 화학 성분의 순수한 샘플로 분할하는 데 사용됩니다.
증착은 또한 이산화탄소에서 드라이 아이스를 형성하는 데 사용됩니다. 이산화탄소 가스는 챔버에 배치되고 온도와 압력이 수정됩니다. 이산화탄소는 약 5.1 atm 및 -79 ° C에서 고체로 분리 될 것입니다. 이산화탄소의 가스로의 승화는 드라이 아이스의 특징적인 안개 효과를 생성합니다.
침착은 또한 흡입 된 오염 물질로 인한 폐의 폐쇄를 담당하는 주요 메커니즘입니다. 예를 들어, 담배 연기의 침착은 COPD 환자의 폐에서 발견되는 타르 유사 잔류 물을 형성한다. 특정 새로운 COPD 치료는 증착 과정을 사용하려고 노력합니다. 폐를 통해 직접 투여 할 수있는 약물을 만듭니다.
