主要區別
昇華和蒸發的主要區別在於,昇華是物質從固相到氣態的轉化,而蒸發則是將液相轉化為氣相。
昇華(sublimation) vs. 蒸發(evaporation)
昇華是物質在不經過液相的情況下從固相到氣相的轉化,而蒸發則是將液相轉化為氣相。固相是昇華的初始階段,液相是蒸發的初始階段。在昇華中,焓給出了昇華發生所需的能量;另一方面,在蒸發中,焓給出了發生蒸發所需的能量。昇華使其相從固態變為液態,而不進入液態;另一方面,蒸發將其相從液態變為氣態。昇華發生在低於物質三相點的壓力和溫度下;反之,蒸發發生在液體表面。
比較圖
什麼是昇華(sublimation)?
昇華是物質從固相到氣態而不經過液相的轉化。在這種情況下,固體直接轉變成氣體。昇華是一種吸熱反應。從分子間的化學鍵被打破釋放能量到空氣中的時候起,能量就應該被用來打破。這就是為什麼它是一個吸熱反應,這個能量被計算為昇華的焓。昇華發生在低於物質三相點的壓力和溫度下。一種物質的三品脫是指物質存在於所有三相(即固態、液態和氣態)中的壓力和溫度。在三相點以下,固體水會轉移,隨著溫度的升高直接轉變為氣相,而不會透過液態。昇華技術被化學家用來提純化合物。固體一般放在昇華裝置中,然後在真空下加熱。在這種減壓下,固體在冷卻的表面上以純化的化合物形式冷凝和揮發,並留下不易揮發的雜質殘留物。一旦加熱停止,真空消除,淨化後的化合物可以從冷卻表面收集。
示例
- 水:在室溫下將乾冰變成氣態二氧化碳。
- 萘:在標準壓力和溫度下容易昇華的有機化合物是萘。
- 其他物質:碘在溫和的加熱下會產生煙,並且可以透過控制溫度在略高於大氣壓下碘的熔點來獲得液態碘。
什麼是蒸發(evaporation)?
蒸發是將液相轉變為氣相。蒸發也是一個吸熱的過程,液體分子之間的分子間作用力應該被分解,形成液體的蒸氣。所以這個反應需要能量來破壞鍵。因此,這是一個吸熱反應。蒸發是冷凝的相反反應。它與溫度直接相關,因為當溫度升高時,蒸發率也會增加。蒸發發生在液體表面。與靠近液體表面的分子相比,位於液體中部或底部的分子具有較大的分子間作用力。因此,液體表面的分子可以很容易地釋放出來,而且這些分子是第一個轉變成氣相的分子。
影響蒸發率的因素
- 空氣中物質的濃度:如果空氣中有大量的蒸發物質,則蒸發過程是逐漸發生的。
- 空氣流速:較高的氣流速度會增加蒸發量。
- 分子間力:分子間作用力越大,蒸發焓越高,蒸發越慢。
- 表面積:表面積大有助於更高的蒸發量。
主要區別
- 昇華是物質在不經過液相的情況下從固相到氣相的轉化,而蒸發則是將液相轉化為氣相。
- 固相是昇華的初始階段,液相是蒸發的初始階段。
- 在昇華中,焓給出了昇華發生所需的能量;另一方面,在蒸發中,焓給出了發生蒸發所需的能量。
- 昇華使其相從固態變為液態,而不進入液態;另一方面,蒸發將其相從液態變為氣態。
- 昇華發生在低於物質三相點的壓力和溫度下;反之,蒸發發生在液體表面。
結論
上述討論得出結論:昇華是物質從固相到氣態的轉化,而不進入液相,而蒸發則是液相轉變為氣相。