KÉMIAI PÁROLOGTATÁS: MIBŐL ÁLL, ALKALMAZÁSOK ÉS PÉLDÁK - KÉMIA - 2026

A kémiai párologtatás az a folyamat, amely során a molekulákat elválasztják a folyadék felületétől és átjutnak a gáznemű állapotba. Ez egy folyamat, amely felszívja az energiát, ezért endoterm. A folyadék felülete közelében lévő molekulák növelik kinetikus energiájukat, hogy elpárologjanak.

Az energia növekedésének eredményeként a molekulák közötti kohéziós vagy vonzóerõk intermolekuláris erõi gyengülnek és eljutnak a folyadékfázisból a gázfázisba. Mivel nincs olyan határ, ahol a gáznemű molekulák úgy forognak, hogy ismét behatoljanak a folyadékba, az egész végül elpárolog.

Vidralta, a Wikimedia Commonsból

A forrással ellentétben az elpárologtatás bármilyen hőmérsékleten megtörténhet, mielőtt a folyadék felforr. Ez a jelenség oka az erdőkből származó vízgőzöknek, amelyek hideg levegővel érintkezve mikrocseppek kondenzálnak, és fehér színűek.

A kondenzáció fordított folyamat, amely kialakíthatja az egyensúlyt a folyadékban bekövetkező párolgással vagy sem.

Vannak olyan tényezők, amelyek befolyásolják a párolgást, például: a folyamat sebessége vagy a folyadékból elpárologni képes molekulák mennyisége; a folyadék jellege vagy típusa; a hőmérséklet, amelyre a folyadék ki van téve, vagy ha zárt vagy nyitott tartályban van, a környezetnek kitéve.

A kémiai párologtatás másik példája a testünkben fordul elő: amikor izzadunk, az izzadság folyadékának egy része elpárolog. Az izzadság elpárolgása hideg érzést okoz a testben a párolgási hűtés miatt.

Mi az a párolgás?

Forrás: Pixabay

A folyadék felületén elhelyezkedő molekulák képességéből vagy tulajdonságaiból áll, hogy gőzzé alakuljon. Termodinamikai szempontból az energiaelnyelés szükséges a párolgáshoz.

A párologtatás egy olyan folyamat, amely a folyadék szabad felületének szintjén elhelyezkedő molekulákban fordul elő. A folyadékot alkotó molekulák energetikai állapota alapvető fontosságú a folyadékról a gáznemű állapotra történő áttéréshez.

A kinetikus energia vagy az energia, amely a test részecskéinek mozgása, a gáznemű állapotban maximális.

Kohéziós erők

Ahhoz, hogy ezek a molekulák kilépjenek a folyékony fázisból, meg kell növelniük kinetikus energiájukat, hogy elpárologjanak. A kinetikus energia növekedésével a molekulák kohéziós ereje a folyadék felületén csökken.

A kohéziós erő molekuláris vonzerőt gyakorol, amely elősegíti a molekulák összetartását. A párolgáshoz ehhez az energiához hozzá kell járulni a környező közeg részecskéi által, hogy csökkentsék ezt az erőt.

A párolgás fordított folyamatát kondenzációnak nevezzük: a gáznemű molekulák visszatérnek a folyadékfázisba. Ez akkor fordul elő, amikor a gáznemű molekulák ütköznek a folyadék felületével, és újra csapdába esnek a folyadékban.

A párolgás, a viszkozitás és a felületi feszültség, többek között a kémiai tulajdonságok, az egyes folyadékok esetében különböznek. A kémiai párologtatás egy olyan folyamat, amely a folyadék típusától függ, többek között a következő szakaszban részletezett tényezők mellett.

A kémiai párologtatás tényezői

Számos tényező befolyásolja a párolgási folyamatot, elősegítve vagy gátolva ezt a folyamatot. Sok egyéb tényező között megtalálható a folyadék típusa, a hőmérséklet, a légáramok jelenléte, a páratartalom.

A

Minden típusú folyadéknak megvan a maga kohéziós vagy vonzó ereje, amely létezik az azt alkotó molekulák között. Az olajos folyadékokban, például az olajban, a párolgás általában kisebb mértékben fordul elő, mint ezekben a vizes folyadékokban.

Például a vízben a kohéziós erőket a molekulák között kialakult hidrogénkötések képviselik. A vízmolekulát alkotó H és O atomokat poláris kovalens kötések tartják össze.

Az oxigén elektronegatívabb, mint a hidrogén, ami megkönnyíti a vízmolekulák hidrogénkötését más molekulákkal.

Hőfok

A hőmérséklet olyan tényező, amely befolyásolja a folyadékokat és gázokat alkotó molekulák kinetikai energiáját. A molekulák minimális kinetikus energiát igényelnek a folyadék felületéből való kiszökéshez.

Alacsony hőmérsékleten a folyadékban lévő molekulák azon része, amely elegendő kinetikus energiával képes elpárologni, kicsi. Vagyis alacsony hőmérsékleten a folyadék párolgása kevesebb lesz; ezért a párolgás lassabb lesz.

Inkább a párolgás növekszik a hőmérséklet emelkedésével. A hőmérséklet emelkedésével a folyadékban lévő molekulák aránya is növekszik, amelyek kinyerik a párolgáshoz szükséges kinetikus energiát.

Zárt vagy nyitott tartály

A kémiai párologtatás különbözik attól függően, hogy a tartály, ahol a folyadék található, zárt vagy nyitott-e levegő hatásának.

Ha a folyadék zárt tartályban van, a párologtató molekulák gyorsan visszatérnek a folyadékhoz; vagyis kondenzálódnak, amikor ütköznek egy fizikai határral, mint például a falak vagy a fedél.

Ebben a zárt tartályban dinamikus egyensúly alakul ki a párolgási folyamat között, amelyen a folyadék megy keresztül a kondenzációval.

Ha a tartály nyitva van, a folyadék a levegőnek való kitettségtől függően folyamatosan elpárologhat, akár teljes egészében. Nyílt tartályban nincs lehetőség egyensúly kialakítására a párolgás és a kondenzáció között.

Amikor a tartály nyitva van, a folyadék olyan környezetnek van kitéve, amely megkönnyíti a párologtatott molekulák diffúzióját. Ezenkívül a levegőáramok kiszorítják a párologtatott molekulákat, helyettesítve azokat más gázokkal (főleg nitrogén és oxigén).

A párolgott molekulák koncentrációja

A koncentráció, amely a párolgási molekulák gázfázisában létezik, szintén meghatározó. Ez a párolgási folyamat csökken, ha a levegőben vagy a környezetben magas a párolgási anyag koncentrációja.

Szintén, ha a levegőben magas a különböző elpárolgott anyagok koncentrációja, akkor bármely más anyag párolgási sebessége csökken.

A párologtatott anyagok ilyen koncentrációja főként azokban az esetekben fordul elő, amikor nincs megfelelő levegőkeringetés.

A folyadék nyomása és felülete

Ha a folyadék felületén kevésbé van nyomás a molekulákra, akkor ezeknek a molekuláknak a párolgása jobban kedvez. Minél szélesebb a levegőnek kitett folyadék felülete, annál gyorsabb lesz a párolgás.

Alkalmazások

Párolgási hűtés

Már egyértelmű, hogy csak azok a folyékony molekulák, amelyek növelik kinetikus energiájukat, megváltoztatják folyadékfázisukat gázneművé . Ezzel egyidejűleg a folyadék molekuláiban, amelyek nem távoznak el, a kinetikus energia csökken a hőmérséklet csökkenésével.

Az ebben a fázisban még megőrzött folyadék hőmérséklete csökken, lehűl; Ezt a folyamatot párologtató hűtésnek nevezzük. Ez a jelenség megmagyarázza, hogy a folyadék miért képes elnyelni a hőt az azt körülvevő környezetből, anélkül, hogy elpárologna.

Mint fentebb említettük, ez a folyamat lehetővé teszi számunkra a test testhőmérsékletének szabályozását. Ezt a párolgási hűtési eljárást a környezetek hűtésére is alkalmazzák párologtató hűtők felhasználásával.

Anyagok szárítása

-Az ipari szintű elpárologtatást többek között ruhával, papírral, fával készített különféle anyagok szárítására használják.

-A párolgási eljárás arra is szolgál, hogy az oldott anyagokat, például sókat, ásványokat, elválaszthassa többek között a folyékony oldatokból.

- Az elpárologtatással tárgyakat, mintákat szárítanak.

- Lehetővé teszi sok anyag vagy vegyi anyag visszanyerését.

Anyagok szárítása

Ez a folyamat nélkülözhetetlen az anyagok szárításához általában számos orvosbiológiai és kutatási laboratóriumban.

Léteznek centrifugális és forgó párologtatók, amelyeket azért használnak, hogy maximalizálják az oldószer eltávolítását több anyagból egyszerre. Ezekben az eszközökben vagy speciális berendezésekben a mintákat bepárolják és lassan vákuum alá helyezik a párolgási folyamatnak.

Példák

-Például a kémiai párologtatás az emberi testben fordul elő, amikor az izzadás folyamata bekövetkezik. Ha izzad, az izzadság elpárolog, a test hajlamos lehűlni, és csökken a testhőmérséklet.

Az izzadság párolgásának és az azt követő testhűtésnek ez a folyamata hozzájárul a test hőmérsékletének szabályozásához.

-A ruhák szárítását a víz párolgásának is köszönhetően végezzük. A ruházat úgy van elrendezve, hogy a légáram elmozdítsa a gázmolekulákat, és így nagyobb párolgás legyen. Itt a környezet hőmérséklete vagy hője, valamint a légköri nyomás szintén befolyásolja.

- A liofilizált termékek, amelyeket szárazon tárolnak és értékesítenek, például tejpor, gyógyszerek, többek között az elpárologtatás is előfordul. Ezt a párolgást azonban vákuumban hajtják végre, nem a hőmérséklet emelkedése miatt.

Egyéb példák.

Irodalom

1. Kémia LibreTexts. (2018. május 20.). Párolgás és kondenzáció. Helyreállítva: chem.libretexts.org
2. Jimenez, V. és Macarulla, J. (1984). Élettani fizikokémia. (6 ^ta. Ed). Madrid: Interamericana
3. Whitten, K., Davis, R., Peck M. és Stanley, G. (2008). Kémia. (8 ^ava. Ed). CENGAGE Tanulás: Mexikó.
4. Wikipedia. (2018). Párolgás. Helyreállítva:
5. J. Fennel (2018). Mi az elpárologtatás? - Meghatározás és példák. Tanulmány. Helyreállítva: study.com
6. Malesky, Mallory. (2018. április 16.) Példák párologtatásra és desztillációra. Sciencing. Helyreállítva: sciencing.com