La sublimación es un proceso a través del cual se pasa de un estado sólido de la materia a un estado gaseoso, sin necesidad de lograr previamente el estado líquido.
Este cambio físico es un fenómeno fascinante que se puede observar en muchas sustancias cotidianas. En este artículo veremos varios ejemplos de sublimación en la industria y en la vida cotidiana.
Este extraordinario proceso se produce cuando la presión de vapor del sólido supera la presión atmosférica a la que está expuesto, provocando una conversión directa de sólido a gas.
Definición de sublimación
La sublimación es: “el paso de una sustancia de la fase sólida directamente a la fase de vapor, o viceversa, sin pasar por una fase líquida intermedia”.
La sublimación en la naturaleza
La sublimación es un fenómeno natural en el que la transformación de la nieve o la escarcha se produce directamente de un estado sólido a un estado gaseoso. Hay numerosos ejemplos de cambio de estado por sublimacion en la naturaleza. Este intrigante proceso ocurre cuando factores ambientales específicos, como la baja presión del aire y la temperatura, crean las condiciones para que el agua congelada se vaporice sin pasar por el proceso de fusión primero.
La sublimación en química
Para la química, la sublimación es un tipo de transición de fase o cambio de estado de la materia, como la fusión, la congelación y la evaporación. Mediante la sublimación, una sustancia pasa de estado sólido a gas sin pasar nunca por la fase líquida. El hielo seco, el CO2 sólido, es un ejemplo habitual de sublimación.
Algunos compuestos son capaces de sublimación, que es el cambio directo de fase de sólido a gas. El dióxido de carbono sólido es un ejemplo de una sustancia que sublima fácilmente a presión atmosférica, ya que un trozo de hielo seco no se derrite, sino que parece “desaparecer” al convertirse directamente en gas de dióxido de carbono. La sublimación es un proceso análogo a la ebullición, ya que ocurre cuando la presión de vapor de un compuesto es igual a la presión aplicada (a menudo la presión atmosférica). La diferencia es que la sublimación implica la presión de vapor de un sólido en lugar de la de un líquido. La mayoría de los sólidos no tienen una presión de vapor apreciable a temperaturas fácilmente accesibles y, por esta razón, la capacidad de sublimar es poco común. Los compuestos que son capaces de sublimación tienden a ser aquellos con fuerzas intermoleculares débiles en el estado sólido. Estos incluyen compuestos con estructuras simétricas o esféricas. Ejemplos de compuestos que pueden sublimar se encuentran en la siguiente imagen.
Como relativamente pocos sólidos son capaces de sublimarse, el proceso puede ser un excelente método de purificación cuando un sólido volátil está contaminado con impurezas no volátiles. El sólido impuro se calienta en el fondo de un recipiente cerca de una superficie fría, llamada “dedo frío” (Figura 6.29). A medida que el sólido volátil sublima, se deposita en la superficie del dedo frío (donde puede recuperarse más tarde) y, de este modo, se separa de la sustancia no volátil que queda en el recipiente. La sublimación es un ejemplo de una técnica de “química verde”, ya que no se utilizan disolventes y no se generan residuos. Sin embargo, el proceso no es particularmente eficiente para separar los sólidos volátiles entre sí.
15 ejemplos de sublimación (en la industria y en la vida cotidiana)
1. Hielo seco
El hielo seco es un ejemplo de sublimación. Se trata de dióxido de carbono sólido que se sublima a una temperatura de -78,5 grados centígrados. Cuando el hielo seco se expone al aire, se sublima hasta convertirse en gas dióxido de carbono, sin llegar a convertirse nunca en líquido. Esta es la razón por la que vemos algo de humo o “niebla” saliendo del hielo seco; en realidad es gas dióxido de carbono.
2. Bolitas de naftalina
Las bolitas de naftalina son bolas sólidas de un compuesto químico llamado naftaleno, que para formarse se sublima a temperatura ambiente. Con el tiempo, las bolitas de naftalina se encogerán lentamente a medida que las moléculas de naftalina se sublimen en el aire, esta sublimación es la que produce el olor que espanta a las polillas.
3. La nieve seca
Ciertos tipos de nieve, como la nieve “seca” que no se pega muy bien, pueden sufrir sublimación. En condiciones secas, la nieve puede desaparecer lentamente a medida que las moléculas de agua sólida pasan directamente a vapor de agua. La nieve seca puede sublimar cuando se expone a la luz solar, convirtiéndose directamente en vapor de agua sin derretirse.
La nieve puede evaporarse, incluso aunque las temperaturas estén por debajo del punto de congelación.
La nieve pasa directamente de sólido a gas, sin convertirse en líquido.
4. Alcánfor
El alcanfor es una sustancia cristalina de color blanco que se utiliza habitualmente en medicamentos e insecticidas. Cuando se expone al aire, el alcanfor se sublima y libera un fuerte olor. El alcanfor se sublima cuando se expone al aire y se transforma lentamente de sólido a gas. Se usa para contrarrestar los olores en armarios cerrados y cajones.
5. Yodo
El yodo es una sustancia oscura y cristalina que se sublima a temperatura ambiente. A menudo se utiliza en experimentos químicos para comprobar la presencia de almidón. Los cristales de yodo pueden sublimar a temperatura ambiente, pasando de un sólido a un gas de color púrpura. Los antisépticos a base de yodo pueden sufrir sublimación, liberando vapor de yodo que ayuda a matar las bacterias.
6. Ambientadores sólidos
Algunos tipos de ambientadores de hogar/oficina son sustancias sólidas que liberan lentamente una fragancia mediante sublimación. Con el tiempo, el material sólido se encogerá a medida que las moléculas de la fragancia se conviertan en gas.
7. Desecantes absorbentes de humedad
Los desecantes son sustancias que absorben la humedad del aire. Algunos desecantes son materiales sólidos que se subliman cuando se exponen a la humedad. Por ejemplo, las perlas de gel de sílice pueden absorber vapor de agua hasta saturarse. En ese momento, se pueden secar por sublimación en un horno caliente.
8. Alimentos liofilizados
La liofilización es un proceso utilizado para conservar los alimentos. En este proceso, primero se congelan los alimentos y luego se colocan en una cámara de vacío. La presión se reduce y se aplica calor, lo que hace que las moléculas de agua congeladas pasen directamente a vapor de agua mediante la sublimación. Esto elimina la humedad de los alimentos, permitiendo que se almacenen durante mucho tiempo sin estropearse.
9. Aplicación de tinta
Algunos tipos de tinta se pueden utilizar en impresoras para crear imágenes o texto. Estas tintas pueden sufrir sublimación cuando se calientan, pasando de un estado sólido a un estado gaseoso. Este proceso se utiliza en algunos tipos de impresoras de sublimación de tinta. Por ejemplo para imprimir camisetas con logos e imágenes.
10. Aire Acondicionado
Las unidades de aire acondicionado utilizan un refrigerante para enfriar el aire. El refrigerante es una sustancia que puede sufrir sublimación cuando se expone al calor. Cuando el refrigerante absorbe calor del aire, se sublima de líquido a gas, eliminando calor del aire en el proceso.
11. Metaldehído
El metaldehído, utilizado como combustible en estufas de camping y encendedores, sufre sublimación cuando se expone al calor, produciendo dióxido de carbono y vapor de agua.
12. Mentol
El mentol, un compuesto que se encuentra en plantas como la menta, puede sublimar a temperatura ambiente, liberando una sensación refrescante.
13. Hollín
El carbono amorfo, como el hollín, puede sublimarse a altas temperaturas, pasando de sólido a gas.
14. Incienso
La resina de benjuí, comúnmente utilizada en el incienso, puede sublimar cuando se calienta, liberando un humo fragante.
15. La caspa del pelo
Las partículas de caspa pueden sufrir sublimación, dependiendo de las condiciones ambientales, pasando de escamas sólidas a vapor.
En conclusión, la sublimación, el proceso por el cual la materia pasa directamente de estado sólido a estado gaseoso sin pasar por la fase líquida. Encontramos numerosos ejemplos de sublimación en la naturaleza y en la vida cotidiana. El fenómeno de la sublimación se puede observar en diversas sustancias como el hielo seco (dióxido de carbono), las bolas de naftalina (naftalina), el alcanfor y ciertos tipos de incienso. Además, la sublimación juega un papel crucial en la conservación de alimentos liofilizados, la formación de escarcha en una superficie fría y la purificación de determinados productos químicos. También se emplea en industrias como la imprenta, la farmacéutica y la producción de cerámica, lo que lo convierte en un aspecto esencial de diversos procesos relacionados con la ciencia y de fabricación.
A medida que nuestra comprensión de los principios y aplicaciones de la sublimación continúa avanzando, se abren oportunidades para la innovación y el desarrollo en una amplia gama de campos.
Artículos relacionados
