- ما هو التبخر؟
- قوى التماسك
- العوامل المشاركة في التبخر الكيميائي
- ال
- درجة الحرارة
- حاوية مغلقة أو مفتوحة
- تركيز الجزيئات المتبخرة
- الضغط ومساحة سطح السائل
- التطبيقات
- التبريد التبخيري
- تجفيف المواد
- تجفيف المواد
- أمثلة
- المراجع
و التبخر الكيميائي هو العملية التي يتم فصل جزيئات من سطح السائل واجتياز الحالة الغازية. إنها عملية تمتص الطاقة ، وبالتالي فهي ماصة للحرارة. تزيد الجزيئات القريبة من سطح السائل طاقتها الحركية حتى تتبخر.
نتيجة لهذه الزيادة في الطاقة ، تضعف قوى التماسك أو التجاذب بين هذه الجزيئات وتهرب من الطور السائل إلى الطور الغازي. نظرًا لعدم وجود حدود حيث تدور الجزيئات الغازية لاختراق السائل مرة أخرى ، ينتهي كل هذا بالتبخر تمامًا.
فيدرالتا ، من ويكيميديا كومنز
على عكس الغليان ، يمكن أن يحدث التبخر في أي درجة حرارة قبل أن يغلي السائل. هذه الظاهرة هي إذن السبب في رؤية أبخرة الماء المنبعثة من الغابات ، والتي عند ملامستها للهواء البارد ، تكثف قطرات صغيرة من الماء مما يعطيها لونًا أبيض.
التكثيف هو عملية عكسية قد تؤسس أو لا تنشئ توازنًا مع التبخر الذي يحدث في السائل.
هناك عوامل تؤثر على التبخر ، مثل: سرعة العملية أو كمية الجزيئات التي يمكن أن تتبخر من السائل ؛ طبيعة أو نوع السائل ؛ درجة الحرارة التي يتعرض لها السائل ، أو إذا كان في حاوية مغلقة أو مفتوحة معرضة للبيئة.
مثال آخر على التبخر الكيميائي يحدث في أجسامنا: عندما نتعرق ، يتبخر جزء من السائل الموجود في العرق. يؤدي تبخر العرق إلى الشعور بالبرودة في الجسم نتيجة التبريد التبخيري.
ما هو التبخر؟
المصدر: Pixabay
وتتكون من قدرة أو خاصية الجزيئات الموجودة على سطح السائل لتتحول إلى بخار. من وجهة نظر الديناميكا الحرارية ، فإن امتصاص الطاقة ضروري حتى يحدث التبخر.
التبخر هو عملية تحدث في الجزيئات الموجودة على مستوى السطح الحر للسائل. تعتبر حالة الطاقة للجزيئات التي يتكون منها السائل أمرًا أساسيًا للتغيير من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية.
الطاقة الحركية أو الطاقة الناتجة عن حركة جسيمات الجسم ، هي الحد الأقصى في الحالة الغازية.
قوى التماسك
لكي تخرج هذه الجزيئات من المرحلة السائلة ، يجب عليها زيادة طاقتها الحركية حتى تتمكن من التبخر. مع زيادة الطاقة الحركية ، تقل قوة تماسك الجزيئات بالقرب من سطح السائل.
قوة التماسك هي القوة التي تمارس الجذب الجزيئي ، مما يساعد على تماسك الجزيئات معًا. يتطلب التبخر مساهمة من الطاقة التي توفرها جزيئات الوسط المحيط لتقليل هذه القوة.
تسمى العملية العكسية للتبخر التكثيف: تعود الجزيئات الموجودة في الحالة الغازية إلى المرحلة السائلة. يحدث عندما تصطدم الجزيئات في الحالة الغازية بسطح السائل وتصبح محاصرة في السائل مرة أخرى.
يختلف كل من التبخر ، واللزوجة ، والتوتر السطحي ، من بين الخصائص الكيميائية الأخرى ، لكل من السوائل. التبخر الكيميائي هو عملية تعتمد على نوع السائل من بين العوامل الأخرى التي تم تفصيلها في القسم التالي.
العوامل المشاركة في التبخر الكيميائي
هناك العديد من العوامل التي تؤثر على عملية التبخر ، لصالح أو تثبيط هذه العملية. هناك نوع السائل ودرجة الحرارة ووجود التيارات الهوائية والرطوبة والعديد من العوامل الأخرى.
ال
سيكون لكل نوع من السوائل قوته المتماسكة أو الجذابة الموجودة بين الجزيئات التي يتكون منها. في السوائل الزيتية مثل الزيت ، يحدث التبخر عمومًا بدرجة أقل من تلك السوائل المائية.
على سبيل المثال ، في الماء ، يتم تمثيل قوى التماسك من خلال الروابط الهيدروجينية التي تنشأ بين جزيئاته. يتم تجميع ذرات H و O التي تشكل جزيء الماء معًا بواسطة روابط تساهمية قطبية.
الأكسجين كهرسلبي أكثر من الهيدروجين ، مما يسهل على جزيء الماء الارتباط الهيدروجين مع الجزيئات الأخرى.
درجة الحرارة
درجة الحرارة هي عامل يؤثر على الطاقة الحركية للجزيئات التي تشكل السوائل والغازات. يوجد حد أدنى من الطاقة الحركية المطلوبة للجزيئات للهروب من سطح السائل.
عند درجة حرارة منخفضة ، يكون جزء الجزيئات في السائل الذي يحتوي على طاقة حركية كافية للتبخر صغيرًا. أي عند درجة حرارة منخفضة يكون تبخر السائل أقل ؛ وبالتالي ، سيكون التبخر أبطأ.
بدلاً من ذلك ، سيزداد التبخر مع زيادة درجة الحرارة. مع زيادة درجة الحرارة ، ستزداد أيضًا نسبة الجزيئات في السائل التي تكتسب الطاقة الحركية اللازمة للتبخر.
حاوية مغلقة أو مفتوحة
سيختلف التبخر الكيميائي اعتمادًا على ما إذا كانت الحاوية التي يوجد بها السائل مغلقة أو مفتوحة معرضة للهواء.
إذا كان السائل في وعاء مغلق ، فإن جزيئات التبخر تعود بسرعة إلى السائل ؛ أي أنها تتكثف عندما تصطدم بحدود مادية ، مثل الجدران أو الغطاء.
يتم إنشاء توازن ديناميكي في هذه الحاوية المغلقة بين عملية التبخر التي يمر بها السائل مع عملية التكثيف.
إذا كانت الحاوية مفتوحة ، يمكن للسائل أن يتبخر باستمرار حتى إلى مجمله حسب وقت التعرض للهواء. في الحاوية المفتوحة لا توجد فرصة لتحقيق التوازن بين التبخر والتكثيف.
عندما تكون الحاوية مفتوحة ، يتعرض السائل لبيئة تسهل انتشار الجزيئات المتبخرة. علاوة على ذلك ، تزيح التيارات الهوائية الجزيئات المتبخرة ، وتستبدلها بغازات أخرى (معظمها من النيتروجين والأكسجين).
تركيز الجزيئات المتبخرة
التركيز الموجود في الطور الغازي لجزيئات التبخر حاسم أيضًا. ستنخفض عملية التبخر هذه عندما يكون هناك تركيز عالٍ للمادة المتبخرة في الهواء أو البيئة.
أيضًا عندما يكون هناك تركيز عالٍ من المواد المتبخرة المختلفة في الهواء ، ينخفض معدل تبخر أي مادة أخرى.
يحدث هذا التركيز من المواد المبخرة بشكل رئيسي في الحالات التي لا يوجد فيها إعادة تدوير كافية للهواء.
الضغط ومساحة سطح السائل
إذا كان هناك ضغط أقل على الجزيئات الموجودة على سطح السائل ، فسيكون تبخر هذه الجزيئات أكثر تفضيلًا. كلما اتسعت مساحة سطح السائل المعرض للهواء ، كلما حدث تبخر أسرع.
التطبيقات
التبريد التبخيري
من الواضح بالفعل أن الجزيئات السائلة فقط التي تزيد من طاقتها الحركية تغير طورها السائل إلى المرحلة الغازية . في نفس الوقت ، في جزيئات السائل التي لا تتسرب ، هناك انخفاض في الطاقة الحركية مع انخفاض في درجة الحرارة.
تنخفض درجة حرارة السائل الذي لا يزال محفوظًا في هذه المرحلة ، ويبرد ؛ هذه العملية تسمى التبريد التبخيري. تسمح لنا هذه الظاهرة بشرح سبب قدرة السائل دون التبخر عند التبريد على امتصاص الحرارة من البيئة المحيطة.
كما ذكرنا أعلاه ، تسمح لنا هذه العملية بتنظيم درجة حرارة أجسامنا. كما تستخدم عملية التبريد التبخيري هذه لتبريد البيئات من خلال استخدام المبردات التبخرية.
تجفيف المواد
- يستخدم التبخير على المستوى الصناعي لتجفيف المواد المختلفة المصنوعة من القماش والورق والخشب وغيرها.
- تعمل عملية التبخر أيضًا على فصل المواد المذابة مثل الأملاح والمعادن وغيرها من المواد المذابة عن المحاليل السائلة.
- يستخدم التبخير لتجفيف الأشياء والعينات.
- يسمح باستعادة العديد من المواد أو الكيماويات.
تجفيف المواد
هذه العملية ضرورية لتجفيف المواد في عدد كبير من مختبرات الطب الحيوي والبحث بشكل عام.
هناك مبخرات طرد مركزي ودوارة تستخدم لتعظيم إزالة المذيبات من مواد متعددة في وقت واحد. في هذه الأجهزة أو المعدات الخاصة ، تتركز العينات وتخضع ببطء لتفريغ عملية التبخر.
أمثلة
- مثال على التبخر الكيميائي يحدث في جسم الإنسان عند حدوث عملية التعرق. عند التعرق ، يتبخر العرق ، يميل الجسم إلى البرودة وهناك انخفاض في درجة حرارة الجسم.
تساهم عملية تبخر العرق والتبريد اللاحق للجسم في تنظيم درجة حرارة الجسم.
- يتم تجفيف الملابس أيضًا بفضل عملية تبخر الماء. تم وضع الملابس بحيث يزيح تيار الهواء الجزيئات الغازية وبالتالي يكون هناك المزيد من التبخر. تؤثر هنا أيضًا درجة حرارة أو حرارة البيئة والضغط الجوي.
- في إنتاج المنتجات المجففة بالتجميد التي يتم تخزينها وبيعها جافة ، مثل الحليب المجفف والأدوية وغيرها ، يحدث التبخر أيضًا. ومع ذلك ، يتم هذا التبخر تحت فراغ وليس بسبب زيادة درجة الحرارة.
أمثلة أخرى.
المراجع
- الكيمياء LibreTexts. (20 مايو 2018). التبخر والتكثف. تم الاسترجاع من: chem.libretexts.org
- جيمينيز ، ف. وماكارولا ، ج. (1984). الكيمياء الفيزيائية الفسيولوجية. (6 تا. إد). مدريد: Interamericana
- Whitten ، K. ، Davis ، R. ، Peck M. and Stanley ، G. (2008). كيمياء. (8 أفا. إد). تعلم CENGAGE: المكسيك.
- ويكيبيديا. (2018). تبخر. تم الاسترجاع من:
- فينيل ج. (2018). ما هو التبخر؟ - التعريف والأمثلة. دراسة. تم الاسترجاع من: study.com
- ماليسكي ، مالوري. (16 أبريل 2018). أمثلة على التبخير والتقطير. علم. تم الاسترجاع من: sciencing.com