Di Allison Boley | Aggiornato il 30 agosto 2022

Cos'è la sublimazione?

La sublimazione è la transizione diretta di una sostanza dalla fase solida alla fase gassosa, bypassando completamente lo stato liquido. Il processo avviene quando la temperatura e la pressione di un materiale lo collocano in una regione del diagramma di fase in cui le fasi solida e gassosa sono in equilibrio.

Stati della materia

Tutta la materia familiare esiste in una delle tre fasi principali:solida, liquida o gassosa. Queste fasi sono stati distinti della stessa sostanza chimica. Ad esempio, l'acqua esiste come ghiaccio (solida ), acqua liquida o vapore (gas ), tutti con la stessa formula chimica, H₂ Oh.

Transizioni di fase

Le transizioni più comuni sono la fusione (da solido a liquido) e l'ebollizione (da liquido a gas). La sublimazione, al contrario, passa direttamente dal solido al gas. Il processo inverso, da gas a solido, è chiamato deposizione.

Spiegazione dei diagrammi di fase

Un diagramma di fase mappa la temperatura (asse x) rispetto alla pressione (asse y) per illustrare dove esiste ciascuna fase. Per indurre la sublimazione, il sistema deve trovarsi al di sotto del confine solido-liquido e al di sotto del confine liquido-gas, tipicamente a bassa pressione. L'unica linea solido-gas nel diagramma segna le condizioni per la conversione diretta.

Calore latente di sublimazione

Quando si aggiunge calore a un solido, la sua temperatura aumenta fino a raggiungere la linea di transizione solido-gas. A quel punto, un ulteriore apporto di energia non aumenta la temperatura ma fornisce invece il calore latente necessario per rompere i legami che tengono insieme il solido. Questa energia è il calore latente della sublimazione. Quando il gas si condensa tornando allo stato solido, viene rilasciata la stessa quantità di calore.

Esempi dal mondo reale

• Ghiaccio secco: Anidride carbonica solida (CO₂ ) che sublima a -78,5°C, producendo un gas freddo e invisibile senza fase liquida.
• Iodio: Un solido viola che può sublimare a temperatura ambiente, spesso visto come un debole vapore viola.
• Naftalene: Utilizzato nella naftalina, questo composto organico sublima facilmente, rilasciando un odore caratteristico.
• Liofilizzazione: Gli alimenti vengono congelati e poi sottoposti a vuoto in modo che il ghiaccio sublimi direttamente nel vapore acqueo, preservandone consistenza e sapore.

Questi esempi illustrano come la sublimazione non sia solo un fenomeno fisico fondamentale ma anche uno strumento pratico nella scienza e nell'industria.