渐进升华：概念，过程和示例 - 化学

的渐进升华是其中吸热变化直接从固体状态发生的气体，没有液体的事先形成热力学过程。固体在正常条件下的行为是加热并熔化。即合并。同时，在升华过程中，固体开始直接吸烟，而之前没有出现任何表明其熔化的液滴。

上段中描述的内容如上图所示。假设橙色固体混合物（左）开始加热。混合物由两种成分或固体组成：一种为黄色，另一种为红色，两者的组合产生橙色。

假设的橙色固体升华的示例。资料来源：加布里埃尔·玻利瓦尔（GabrielBolívar）。

红色固体升华，因为液体不是从液体中形成，而是最终沉积在上部容器的底部（红色三角形）。装有冰块的冰块，因此表面较冷。同时，黄色固体由于加热而保持不变（黄色矩形）。

红色三角形或晶体由于接收容器（右）的冷表面而沉积，吸收了它们的温度。即使没有显示，由于吸收热量，冰块的尺寸也应减小。黄色固体不可升华，如果您早晚加热，它将熔化。

渐进升华概念

已经有人说升华是一种吸热状态变化，因为要发生升华必须吸收热量。如果固体吸收热量，则其能量将会增加，因此其颗粒也会以更高的频率振动。

当这些振动变得非常强烈时，它们最终会影响分子间的相互作用（不是共价键）。因此，粒子迟早会彼此远离，直到它们设法在空间区域中流动并更自由地移动。

在某些固体中，振动是如此强烈，以至于某些粒子从结构中“射出”，而不是聚集在定义液滴的移动簇中。这些粒子逸出并整合了第一个“气泡”，而该“气泡”宁可形成升华固体的第一个蒸气。

那么，我们谈论的不是熔点，而是升华点。尽管两者都取决于固体上的压力，但升华点更是如此。因此，其温度随压力的变化而显着变化（沸点也一样）。

在升华中，也可以说系统的熵增加了。粒子的高能态从在固体结构中的固定位置受到限制，变为在气态，更均匀的状态下在反复变化和混乱的方向上均质化，最终获得平均动能。

升华点取决于压力。因为否则，固体颗粒将吸收热量，而不是射出到固体外部的空间中，而是形成液滴。它不会升华，但会融化或融化，这是最常见的情况。

外部压力越大，由于固体被迫熔化，升华的可能性就越小。

但是哪些固体是可升华的，哪些不是可升华的？答案在于您的P与T相图，如下图所示：

假设物质的相图。资料来源：加布里埃尔·玻利瓦尔（GabrielBolívar）。

我们必须首先查看三重点并通过下部：将固态和气态分开的那一点。请注意，在固体区域中，必须升压才能发生升华（不一定是我们的大气压1 atm）。在1个大气压下，假设物质将升华到以K表示的温度Ts。

低于三点的截面或曲线的水平和水平时间越长，固体在不同温度下升华的能力就越大；但是如果它远低于1个大气压，则将需要高真空才能实现升华，从而降低压力（例如，0.0001个大气压）。

如果三相点比大气压力低数千倍，则即使在超真空条件下，固体也永远不会升华（更不用说其在热作用下易分解的敏感性）。

如果不是这种情况，则通过适当地加热并使固体经受真空来进行升华，从而使固体颗粒更容易逸出，而无需吸收大量热量。

当处理高蒸气压的固体时，升华变得非常重要。也就是说，内部的压力反映了他们互动的效率。其蒸气压越高，它越香，并且它越易升华。

橙色固体及其可升华的红色成分的图像是升华代表的一个示例，因为升华与固体的纯化有关。红色三角形可以根据需要重新升华，直到确保高纯度为止。

该技术通常用于芳香固体。例如：樟脑，咖啡因，安息香和薄荷醇。

在其他可以升华的固体中，我们有：碘，冰（在高海拔地区），可可碱（来自巧克力），糖精，吗啡和其他药物，含氮碱和蒽。

回到红色三角形，升华提供了常规结晶的一种替代方法。不再从溶液中合成晶体，而是通过控制蒸汽在冷表面上的可能沉积来控制，在该表面上可能方便地存在晶种以支持特定的形态。

假设您有红色方块，晶体的生长将保持这种几何形状，并且它们不应变成三角形。随着升华的发生，红色方块将逐渐增长。但是，它是一个操作上和分子上复杂的复合体，其中涉及许多变量。

通过升华合成的晶体的示例是：碳化硅（SiC），石墨，砷，硒，磷，氮化铝（AlN），硫化镉（CdS），硒化锌（ZnSe），碘化汞（HgI ₂），石墨烯等。

请注意，这实际上是两个相互交织的现象：渐进升华和沉积（或反升华）；渐进升华和沉积（或逆升华）。蒸汽从固体迁移到较冷的区域或表面，最终以晶体形式沉降。