CHEMISCHE VERDAMPFUNG: WORAUS SIE BESTEHT, ANWENDUNGEN UND BEISPIELE - CHEMIE - 2025

Die chemische Verdampfung ist der Prozess, bei dem Moleküle von einer flüssigen Oberfläche getrennt werden und den gasförmigen Zustand passieren. Es ist ein Prozess, der Energie absorbiert und daher endotherm ist. Die Moleküle nahe der Oberfläche der Flüssigkeit erhöhen ihre kinetische Energie, um zu verdampfen.

Infolge dieser Energiezunahme schwächen sich die intermolekularen Kohäsions- oder Anziehungskräfte zwischen diesen Molekülen ab und entweichen von der flüssigen Phase in die Gasphase. Da es keine Grenze gibt, an der sich die gasförmigen Moleküle drehen, um wieder in die Flüssigkeit einzudringen, verdampft dies alles vollständig.

Vidralta von Wikimedia Commons

Im Gegensatz zum Kochen kann die Verdunstung bei jeder Temperatur auftreten, bevor die Flüssigkeit kocht. Dieses Phänomen ist dann der Grund, warum Wasserdämpfe aus den Wäldern austreten, die bei Kontakt mit kalter Luft Mikrotropfen Wasser kondensieren und ihnen eine weiße Farbe verleihen.

Kondensation ist ein umgekehrter Prozess, der ein Gleichgewicht mit der in der Flüssigkeit auftretenden Verdunstung herstellen kann oder nicht.

Es gibt Faktoren, die die Verdunstung beeinflussen, wie z. B.: Die Geschwindigkeit des Prozesses oder die Menge der Moleküle, die aus einer Flüssigkeit verdampfen können; die Art oder Art der Flüssigkeit; die Temperatur, der die Flüssigkeit ausgesetzt ist oder wenn sie sich in einem geschlossenen oder offenen Behälter befindet, der der Umgebung ausgesetzt ist.

Ein weiteres Beispiel für chemische Verdunstung findet in unserem Körper statt: Wenn wir schwitzen, verdunstet ein Teil der Flüssigkeit im Schweiß. Die Verdunstung von Schweiß hinterlässt aufgrund der Verdunstungskühlung ein Kältegefühl im Körper.

Was ist Verdunstung?

Quelle: Pixabay

Es besteht aus der Fähigkeit oder Eigenschaft der Moleküle auf der Oberfläche einer Flüssigkeit, sich in Dampf umzuwandeln. Aus thermodynamischer Sicht ist eine Energieabsorption erforderlich, damit eine Verdampfung stattfinden kann.

Verdampfung ist ein Prozess, der in den Molekülen stattfindet, die sich auf der Höhe der freien Oberfläche der Flüssigkeit befinden. Der energetische Zustand der Moleküle, aus denen die Flüssigkeit besteht, ist von grundlegender Bedeutung für den Wechsel vom flüssigen in den gasförmigen Zustand.

Die kinetische Energie oder Energie, die das Produkt der Bewegung der Teilchen eines Körpers ist, ist im gasförmigen Zustand maximal.

Kohäsionskräfte

Damit diese Moleküle aus der flüssigen Phase austreten können, müssen sie ihre kinetische Energie erhöhen, damit sie verdampfen können. Mit zunehmender kinetischer Energie nimmt die Kohäsionskraft der Moleküle nahe der Oberfläche der Flüssigkeit ab.

Die Kohäsionskraft übt eine molekulare Anziehungskraft aus, die hilft, Moleküle zusammenzuhalten. Die Verdampfung erfordert einen Beitrag der Energie, die von den Partikeln des umgebenden Mediums bereitgestellt wird, um diese Kraft zu verringern.

Der umgekehrte Verdampfungsprozess wird als Kondensation bezeichnet: Die im gasförmigen Zustand befindlichen Moleküle kehren in die flüssige Phase zurück. Es tritt auf, wenn Moleküle im gasförmigen Zustand mit der Oberfläche der Flüssigkeit kollidieren und wieder in der Flüssigkeit eingeschlossen werden.

Sowohl Verdunstung als auch Viskosität und Oberflächenspannung sowie andere chemische Eigenschaften sind für jede der Flüssigkeiten unterschiedlich. Die chemische Verdampfung ist ein Prozess, der unter anderem von der Art der Flüssigkeit abhängt und im nächsten Abschnitt beschrieben wird.

Faktoren, die an der chemischen Verdampfung beteiligt sind

Es gibt zahlreiche Faktoren, die den Verdampfungsprozess beeinflussen und diesen Prozess begünstigen oder hemmen. Es gibt unter anderem die Art der Flüssigkeit, die Temperatur, das Vorhandensein von Luftströmungen, die Luftfeuchtigkeit.

Das

Jede Art von Flüssigkeit hat ihre eigene Kohäsions- oder Anziehungskraft, die zwischen den Molekülen besteht, aus denen sie besteht. In öligen Flüssigkeiten wie Öl tritt die Verdunstung im Allgemeinen in geringerem Maße auf als in diesen wässrigen Flüssigkeiten.

In Wasser werden die Kohäsionskräfte beispielsweise durch die Wasserstoffbrücken dargestellt, die zwischen seinen Molekülen hergestellt werden. Die H- und O-Atome, aus denen ein Wassermolekül besteht, werden durch polare kovalente Bindungen zusammengehalten.

Sauerstoff ist elektronegativer als Wasserstoff, was es einem Wassermolekül erleichtert, Wasserstoffbrücken mit anderen Molekülen zu binden.

Temperatur

Die Temperatur ist ein Faktor, der die kinetische Energie der Moleküle beeinflusst, die Flüssigkeiten und Gase bilden. Es ist eine minimale kinetische Energie erforderlich, damit Moleküle von der Oberfläche der Flüssigkeit entweichen können.

Bei niedriger Temperatur ist der Anteil der Moleküle in der Flüssigkeit, die genügend kinetische Energie zum Verdampfen haben, gering. Das heißt, bei niedriger Temperatur ist die Verdunstung der Flüssigkeit geringer; und daher wird die Verdunstung langsamer sein.

Vielmehr nimmt die Verdunstung mit steigender Temperatur zu. Mit zunehmender Temperatur steigt auch der Anteil der Moleküle in der Flüssigkeit, die die zum Verdampfen erforderliche kinetische Energie aufnehmen.

Geschlossener oder offener Behälter

Die chemische Verdampfung ist unterschiedlich, je nachdem, ob der Behälter, in dem sich die Flüssigkeit befindet, geschlossen oder offen ist und Luft ausgesetzt ist.

Befindet sich die Flüssigkeit in einem geschlossenen Behälter, kehren die verdampfenden Moleküle schnell in die Flüssigkeit zurück. Das heißt, sie kondensieren, wenn sie mit einer physischen Grenze wie Wänden oder einem Deckel kollidieren.

In diesem geschlossenen Behälter stellt sich ein dynamisches Gleichgewicht zwischen dem Verdampfungsprozess, den die Flüssigkeit durchläuft, und dem der Kondensation ein.

Wenn der Behälter geöffnet ist, kann die Flüssigkeit abhängig von der Zeit, in der sie der Luft ausgesetzt ist, kontinuierlich bis zu ihrer Gesamtheit verdampfen. In einem offenen Behälter besteht keine Möglichkeit, ein Gleichgewicht zwischen Verdunstung und Kondensation herzustellen.

Wenn der Behälter geöffnet ist, ist die Flüssigkeit einer Umgebung ausgesetzt, die die Diffusion der verdampften Moleküle erleichtert. Darüber hinaus verdrängen die Luftströme die verdampften Moleküle und ersetzen sie durch andere Gase (hauptsächlich Stickstoff und Sauerstoff).

Konzentration verdampfter Moleküle

Entscheidend ist auch die Konzentration in der Gasphase der verdampfenden Moleküle. Dieser Verdampfungsprozess nimmt ab, wenn sich die verdampfende Substanz in der Luft oder in der Umgebung stark konzentriert.

Auch wenn sich in der Luft eine hohe Konzentration verschiedener verdampfter Substanzen befindet, nimmt die Verdunstungsrate jeder anderen Substanz ab.

Diese Konzentration an verdampften Substanzen tritt hauptsächlich in den Fällen auf, in denen keine ausreichende Luftumwälzung erfolgt.

Druck und Oberfläche der Flüssigkeit

Wenn weniger Druck auf die Moleküle auf der Oberfläche der Flüssigkeit ausgeübt wird, ist die Verdampfung dieser Moleküle günstiger. Je breiter die Oberfläche der Flüssigkeit ist, die Luft ausgesetzt ist, desto schneller verdunstet sie.

Anwendungen

Verdunstungskühlung

Es ist bereits klar, dass nur die flüssigen Moleküle, die ihre kinetische Energie erhöhen, ihre flüssige Phase in die gasförmige umwandeln . Gleichzeitig nimmt in den nicht entweichenden Molekülen der Flüssigkeit die kinetische Energie mit abnehmender Temperatur ab.

Die Temperatur der Flüssigkeit, die in dieser Phase noch konserviert ist, sinkt, sie kühlt ab; Dieser Vorgang wird als Verdunstungskühlung bezeichnet. Dieses Phänomen erklärt, warum die Flüssigkeit, ohne beim Abkühlen zu verdampfen, Wärme aus der sie umgebenden Umgebung aufnehmen kann.

Wie oben erwähnt, können wir mit diesem Prozess die Körpertemperatur unseres Körpers regulieren. Auch dieser Verdunstungskühlungsprozess wird zur Kühlung von Umgebungen durch Verwendung von Verdunstungskühlern verwendet.

Trocknen von Materialien

-Die Verdampfung auf industrieller Ebene wird zum Trocknen verschiedener Materialien verwendet, die unter anderem aus Stoff, Papier und Holz hergestellt werden.

-Der Verdampfungsprozess dient auch dazu, gelöste Stoffe wie Salze, Mineralien und andere gelöste Stoffe von flüssigen Lösungen zu trennen.

-Die Verdampfung dient zum Trocknen von Gegenständen und Proben.

-Ermöglicht die Rückgewinnung vieler Substanzen oder Chemikalien.

Trocknen von Substanzen

Dieses Verfahren ist für die Trocknung von Substanzen in einer Vielzahl von biomedizinischen und Forschungslabors im Allgemeinen von wesentlicher Bedeutung.

Es gibt Zentrifugal- und Rotationsverdampfer, mit denen die Lösungsmittelentfernung aus mehreren Substanzen gleichzeitig maximiert wird. In diesen Vorrichtungen oder speziellen Geräten werden die Proben konzentriert und langsam einem Vakuum zum Verdampfungsprozess ausgesetzt.

Beispiele

- Ein Beispiel für chemische Verdunstung tritt im menschlichen Körper auf, wenn der Prozess des Schwitzens auftritt. Beim Schwitzen verdunstet der Schweiß, der Körper neigt zur Abkühlung und die Körpertemperatur sinkt.

Dieser Prozess der Verdunstung von Schweiß und der anschließenden Abkühlung des Körpers trägt zur Regulierung der Körpertemperatur bei.

-Das Trocknen der Kleidung erfolgt auch dank des Wasserverdampfungsprozesses. Die Kleidung ist so ausgelegt, dass der Luftstrom die gasförmigen Moleküle verdrängt und somit mehr Verdunstung entsteht. Auch hier beeinflussen die Temperatur oder Wärme der Umgebung und der atmosphärische Druck.

- Bei der Herstellung von gefriergetrockneten Produkten, die trocken gelagert und verkauft werden, wie Milchpulver, Medikamente usw., tritt auch Verdunstung auf. Diese Verdampfung erfolgt jedoch unter Vakuum und nicht aufgrund eines Temperaturanstiegs.

Andere Beispiele.

Verweise

1. Chemie LibreTexts. (20. Mai 2018). Verdunstung und Kondensation. Wiederhergestellt von: chem.libretexts.org
2. Jimenez, V. und Macarulla, J. (1984). Physiologische Physikochemie. (6 ^ta. Ed). Madrid: Interamericana
3. Whitten, K., Davis, R., Peck M. und Stanley, G. (2008). Chemie. (8 ^ava. Ed). CENGAGE Lernen: Mexiko.
4. Wikipedia. (2018). Verdunstung. Wiederhergestellt von: https://en.wikipedia.org/wiki/Evaporation
5. Fenchel J. (2018). Was ist Verdunstung? - Definition & Beispiele. Studie. Wiederhergestellt von: study.com
6. Malesky, Mallory. (16. April 2018). Beispiele für Verdampfung und Destillation. Wissenschaft. Wiederhergestellt von: sciencing.com