Abscheidung (Phasenübergang)



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Wasserdampf aus feuchter Winterluft lagert sich direkt in einem festen, kristallinen Reifmuster auf einem Fenster ab, ohne dabei jemals flüssig zu werden.

Abscheidung ist der Phasenübergang, bei dem sich Gas in einen Feststoff umwandelt, ohne die flüssige Phase zu durchlaufen . Die Abscheidung ist ein thermodynamischer Prozess . Die Umkehrung der Abscheidung ist die Sublimation und daher wird die Abscheidung manchmal als Desublimation bezeichnet .

Anwendungen

Beispiele

Ein Beispiel für Ablagerung ist der Prozess , bei dem sich Wasserdampf in Luft unter dem Gefrierpunkt direkt in Eis verwandelt, ohne zuerst flüssig zu werden . So bilden sich Reif und Reif auf dem Boden oder anderen Oberflächen. Ein weiteres Beispiel ist die Bildung von Reif auf einem Blatt. Damit eine Abscheidung stattfinden kann, muss einem Gas thermische Energie entzogen werden. Wenn die Luft kalt genug wird, verliert der Wasserdampf in der Luft, die das Blatt umgibt, genug Wärmeenergie, um sich in einen Feststoff zu verwandeln. Auch wenn die Lufttemperatur unter dem Taupunkt liegen kann, kann der Wasserdampf möglicherweise nicht spontan kondensieren, wenn es keine Möglichkeit gibt, die latente Wärme abzuführen. Beim Einbringen des Blattes beginnt der unterkühlte Wasserdampf sofort zu kondensieren, hat aber zu diesem Zeitpunkt bereits den Gefrierpunkt überschritten. Dadurch geht der Wasserdampf direkt in einen Feststoff über.

Ein weiteres Beispiel ist der Ruß , der sich an den Wänden von Schornsteinen ablagert. Rußmoleküle steigen in heißem und gasförmigem Zustand aus dem Feuer auf. Wenn sie mit den Wänden in Kontakt kommen, kühlen sie ab und gehen in den festen Zustand über, ohne dass sich der flüssige Zustand bildet. Das Verfahren wird industriell in der Verbrennungs-Chemical-Vapour-Deposition eingesetzt .

Industrielle Anwendungen

Es gibt ein industrielles Beschichtungsverfahren, das als Verdampfungsabscheidung bekannt ist, bei dem ein festes Material in einer Niederdruckkammer in den gasförmigen Zustand erhitzt wird, die Gasmoleküle durch den Kammerraum wandern und sich dann auf einer Zieloberfläche in den festen Zustand abscheiden und sich bilden eine glatte und dünne Schicht auf der Zieloberfläche. Auch hier durchlaufen die Moleküle beim Übergang vom Gas zum Festkörper keinen flüssigen Zwischenzustand. Siehe auch physikalische Gasphasenabscheidung , eine Klasse von Prozessen, die verwendet werden, um Dünnfilme aus verschiedenen Materialien auf verschiedenen Oberflächen abzuscheiden.

Die Abscheidung setzt Energie frei und ist eine exotherme Phasenänderung.

Siehe auch

Phasenübergänge der Materie ( )
Zu
Aus
Fest Flüssig Gas Plasma
Fest Schmelzen Sublimation
Flüssig Einfrieren Verdampfung
Gas Ablage Kondensation Ionisation
Plasma Rekombination

Verweise

  • Gaja, Shiv P., Fundamentals of Atmospheric Modeling, Cambridge University Press, 2. Aufl., 2005, p. 525 ISBN  978-0-521-83970-9
  • Moore, John W., et al., Prinzipien der Chemie: Die Molekularwissenschaft, Brooks Cole, 2009, p. 387 ISBN  978-0-495-39079-4
  • Whitten, Kenneth W., et al., Chemistry, Brooks-Cole, 9. Aufl., 2009, p. 7 ISBN  978-0-495-39163-0
  • Schwerpunkt Physik . Glencoe-Wissenschaft.

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