역 승화 변화 먼저 액체되기 않고 고체 상태, 발열 가스로부터 발생되는 열역학적 과정이다. 또한 회귀 적 승화, 탈 승화 또는 퇴적이라는 이름으로도 알려져 있습니다. 후자는 학교 및 백과 사전 텍스트에서 가장 많이 사용됩니다.
역 승화는 기체 입자 (원자 또는 분자)가 환경에 열을 방출하여 에너지를 잃어야하기 때문에 발열 과정이라고합니다. 결정을 형성하거나, 고형화하거나 표면에 얼어 붙을만큼 충분히 냉각되도록합니다.
역 승화는 결정이 기상에서 직접 증착되기에 충분히 차가운 표면이있는 곳에서 발생합니다. 출처 : Pixabay.
'증착'이라는 단어 ( '증착'이 아님)는 입자가 수용 표면을 적시 지 않고 기체상에서 증착됨을 의미합니다. 그렇기 때문에 역 승화 현상이 얼음 물체에서 자주 발견됩니다. 나뭇잎이나 겨울 풍경에 쌓인 서리와 같이.
이러한 증착은 종종 얇은 결정 층에 의해 감지됩니다. 명백한 분말이나 점토로도 만들 수 있습니다. 이 공정을 제어함으로써 새로운 다층 재료를 설계 할 수 있으며, 여기서 각 층은 화학적 또는 물리적 공정에 의해 증착 된 특정 고체로 구성됩니다.
역 승화 개념
역 승화는 그 이름만으로도 알 수 있듯이 승화와 반대되는 현상입니다. 그것은 증발하는 고체에서 시작하는 것이 아니라 응고되거나 동결되는 기체에서 시작됩니다.
분자 적으로 추론한다면 가스가 처음에 응축되지 않는 지점까지 냉각 될 수 있다는 것이 놀랍게 보일 것입니다. 즉, 액체 상태로 전달됩니다.
표면의 역할
고도로 무질서하고 확산 된 가스는 갑자기 입자를 재 배열하고 고체로 자리 잡게됩니다 (모양이 어떻든간에).
그 자체로 이것은 운동적이고 열역학적으로 어려울 것입니다. 왜냐하면 그것은 가스 입자를 받아들이고 에너지를 잃는 동안 서로 상호 작용할 수 있도록 그들을 집중시키는 지원이 필요하기 때문입니다. 즉, 그들이 식는 동안. 이것은 가스에 노출 된 표면이 참여하는 곳입니다 : 지지대와 열교환 기 역할을합니다.
가스 입자는 더 차갑거나 얼음 표면과 열을 교환하므로 속도가 느려지고 조금씩 첫 번째 결정 핵이 형성됩니다. 주변 가스보다 차가운이 핵에서 다른 입자가 퇴적되기 시작하여 구조에 통합됩니다.
이 공정의 최종 결과는 결정 또는 고체 층이 표면에 형성되는 것입니다.
자귀
역 승화가 일어나려면 일반적으로 다음 두 가지 조건 중 하나가 존재해야합니다. 가스와 접촉하는 표면의 온도가 빙점보다 낮아야합니다. 또는 가스가 표면에 닿 자마자 목표 안정성을 방해 할 때 퇴적되는 방식으로 과냉각되어야합니다.
반면에 가스가 뜨거울 때 증착이 발생할 수도 있습니다. 표면이 충분히 차가 우면 가스의 고온이 급격히 전달되어 입자가 표면 구조에 적응하게됩니다.
실제로 표면이 차갑지 않아도되는 방법이 있는데, 그 위에 공유 결합 (또는 금속성)으로 증착되는 기체 입자와의 반응에 직접 참여하기 때문입니다.
기술 산업에서는이 원리로 작동하는 방법론이 널리 사용되며 연소에 의한 화학 기상 증착이라고합니다.
역 승화의 예
신부 복장을 한 맥주
맥주가 너무 차가워 냉장고에서 꺼낼 때 유리 병이 하얗게 덮이면 신부 옷을 입었다 고합니다.
맥주병은 수증기 분자 인 H 2 O가 빠르게 충돌하여 에너지를 잃는 데 필요한 표면적을 제공합니다 . 유리가 검은 색이면 갑자기 하얗게 변하는 것을 눈치 채고 손톱으로 뜯어서 메시지를 쓰거나 그림을 그릴 수 있습니다.
때로는 환경으로부터의 습도 침착으로 인해 맥주가 흰 서리로 뒤덮인 것처럼 보입니다. 그러나 그 효과는 오래 가지 못합니다. 왜냐하면 몇 분이 지나면 그것을 잡고 마시는 사람들의 손이 응축되고 촉촉해지기 때문입니다.
서리
맥주 벽에서 일어나는 것과 유사하게 일부 냉장고의 내부 벽에는 서리가 쌓입니다. 마찬가지로, 이러한 얼음 결정 층은 자연에서 지상에서 관찰됩니다. 눈과 달리 하늘에서 떨어지지 않습니다.
과냉각 된 수증기는 잎, 나무, 풀 등의 표면과 충돌하여 열을내어 식히고 그 위에 자리를 잡을 수 있으며 그 특성과 빛나는 결정 패턴을 나타냅니다.
물리적 증착
지금까지 물에 대한 이야기가있었습니다. 그러나 다른 물질이나 화합물은 어떻습니까? 예를 들어 챔버에 가스상 금 입자가 있고 차갑고 내성이 강한 물체가 도입되면 금 층이 그 위에 증착됩니다. 압력이나 진공을 증가시킬 필요가없는 한 다른 금속이나 화합물도 마찬가지입니다.
방금 설명한 것은 물리적 증착이라는 방법에 관한 것으로 재료 산업에서 특정 부품에 금속 코팅을 만드는 데 사용됩니다. 이제 문제는 매우 높은 온도가 필요하기 때문에 높은 에너지 소비없이 가스상 금 원자를 얻는 방법에 있습니다.
고체에서 기체로의 이동 (승화)과 전자빔의 사용을 용이하게하기 위해 진공이 들어오는 곳입니다.
굴뚝 벽의 그을음은 종종 물리적 침착의 예로 인용됩니다. 그러나 이미 고체 상태이고 연기에 현탁 된 매우 미세한 탄소 입자는 상태 변화없이 단순히 침전됩니다. 이것은 벽을 검게 만듭니다.
화학 증착
가스와 표면 사이에 화학 반응이 있으면 화학 증착입니다. 이 기술은 반도체 합성, TiO 2 의 살균 및 광촉매 층에 의한 폴리머 코팅 또는 ZrO 2 로 코팅하여 기계적 보호 재료를 제공하는 데 일반적 입니다.
화학적 증착 덕분에 다이아몬드, 텅스텐, 텔루 라이드, 질화물, 탄화물, 실리콘, 그래 핀, 탄소 나노 튜브 등의 표면을 가질 수 있습니다.
M 원자가 증착되고 열분해되기 쉬운 화합물은 표면 구조에 M을 생성하여 영구적으로 부착 될 수 있습니다.
이것이 유기 금속 시약이 일반적으로 사용되는 이유입니다. 분해되면 금속 원자를 직접 얻을 필요없이 금속 원자를 포기합니다. 즉, 원하는 금“도금”을 만들기 위해 금속성 금을 사용할 필요가없고 오히려 금 복합체를 사용해야합니다.
역 승화 또는 증착의 초기 개념이 기술 응용 프로그램에 따라 어떻게 진화하는지 주목하십시오.
참고 문헌
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). 화학 (8 판). CENGAGE 학습.
- 마리아 에스텔라 라 피노. (2019 년 11 월 12 일). 역 승화. 출처 : concept.de
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