عكس التسامي: المفهوم والأمثلة - كيمياء - 2025

و التسامي العكسي هو عملية الحرارية التي يحدث تغيير من الغاز الطاردة للحرارة دولة إلى مادة صلبة دون أن تصبح أول السائل. يُعرف أيضًا بأسماء التسامي التراجعي أو إزالة التسامي أو الترسيب ؛ هذا الأخير هو الأكثر استخدامًا في النصوص المدرسية والموسوعية.

يقال إن التسامي العكسي هو عملية طاردة للحرارة لأن الجسيمات الغازية (الذرات أو الجزيئات) يجب أن تفقد الطاقة عن طريق إطلاق الحرارة في البيئة ؛ بطريقة تبرد بدرجة كافية لتشكيل بلورات أو تصلب أو تتجمد على سطح.

يحدث التسامي العكسي حيثما يوجد سطح بارد بدرجة كافية لترسب البلورات عليه مباشرة من الطور الغازي. المصدر: Pixabay.

تعني كلمة "ترسيب" (وليس "ترسيب") أن الجسيم يترسب من الطور الغازي دون ترطيب السطح المستقبِل. هذا هو السبب في أن ظاهرة التسامي العكسي توجد غالبًا على الأجسام الجليدية ؛ كما هو الحال مع الصقيع المترسب على الأوراق أو المناظر الطبيعية الشتوية.

غالبًا ما يتم اكتشاف هذا الترسب بواسطة طبقة رقيقة من البلورات ؛ على الرغم من أنه يمكن أيضًا صنعه من مسحوق أو طين ظاهر. من خلال التحكم في هذه العملية ، يمكن تصميم مواد جديدة متعددة الطبقات ، حيث تتكون كل طبقة من مادة صلبة محددة ترسبت بواسطة عمليات كيميائية أو فيزيائية.

مفهوم التسامي العكسي

التسامي العكسي ، كما يظهر من اسمه وحده ، هو ظاهرة معاكسة للتسامي: فهو لا يبدأ من مادة صلبة تتبخر ، بل من غاز يتصلب أو يتجمد.

إذا فكرت من الناحية الجزيئية ، فسيبدو من المذهل أن الغاز قادر على أن يبرد إلى النقطة التي لا يتكثف فيها في المقام الأول ؛ وهذا يعني أنه ينتقل إلى الحالة السائلة.

دور السطح

غاز ، شديد الاضطراب ومنتشر ، يتمكن فجأة من إعادة ترتيب جزيئاته وإثبات نفسه كجسم صلب (مهما كان شكله).

سيكون هذا بحد ذاته صعبًا من الناحية الحركية والديناميكا الحرارية ، لأنه يحتاج إلى دعم يستقبل جزيئات الغاز ويركزها بحيث تتفاعل مع بعضها البعض بينما تفقد الطاقة ؛ هذا هو ، في حين أنها تبرد. هذا هو المكان الذي يشارك فيه السطح المعرض للغاز: يعمل كدعم ومبادل حراري.

تتبادل جزيئات الغاز الحرارة مع السطح البارد أو الجليدي ، لذا فإنها تبطئ وتتشكل شيئًا فشيئًا النوى البلورية الأولى. على هذه النوى ، وهي أبرد من الغاز المحيط ، تبدأ الجزيئات الأخرى في الترسب ، والتي يتم دمجها في بنيتها.

النتيجة النهائية لهذه العملية هي أن طبقة من البلورات أو المواد الصلبة تنتهي على السطح.

شروط

من أجل حدوث التسامي العكسي ، يجب أن يكون أي من هذين الشرطين موجودًا بشكل طبيعي: يجب أن تكون درجة حرارة السطح الملامس للغاز أقل من نقطة التجمد ؛ أو يجب تبريد الغاز بشكل فائق بحيث أنه بمجرد أن يلمس السطح ، فإنه يترسب حيث يزعج هذا استقرار هدفه.

من ناحية أخرى ، يمكن أن يحدث الترسب أيضًا عندما يكون الغاز ساخنًا. إذا كان السطح باردًا بدرجة كافية ، فسوف تنتقل درجة حرارة الغاز المرتفعة إليه فجأة وتتسبب في تكيف جزيئاته مع بنية السطح.

في الواقع ، هناك طرق لا يجب أن يكون فيها السطح باردًا ، لأنه يشارك بشكل مباشر في تفاعل مع الجزيئات الغازية التي ينتهي بها الأمر تساهميًا (أو معدني) المترسبة عليه.

في صناعة التكنولوجيا ، يتم استخدام منهجية تعمل من هذا المبدأ على نطاق واسع وتسمى ترسيب البخار الكيميائي عن طريق الاحتراق.

أمثلة على عكس التسامي

البيرة ترتدي زي العروس

عندما تكون الجعة شديدة البرودة بحيث يتم تغطية زجاج الزجاجة باللون الأبيض عند إخراجها من الثلاجة ، يقال إنها ترتدي زي العروس.

توفر قنينة البيرة المساحة السطحية اللازمة لتصادم جزيئات بخار الماء ، H ₂ O ، وتفقد الطاقة بسرعة. إذا كان الزجاج أسودًا ، ستلاحظ كيف يتحول إلى اللون الأبيض من العدم ، ويمكنك تمزيقه بأظافرك لكتابة الرسائل أو الرسم عليه.

في بعض الأحيان يكون ترسب الرطوبة من البيئة بحيث تظهر البيرة مغطاة بالصقيع الأبيض ؛ لكن المفعول لا يدوم طويلاً ، لأنه مع مرور الدقائق يكثف ويرطب يد من يمسكه ويشربه.

الصقيع

على غرار ما يحدث على جدران الجعة ، يترسب الصقيع على الجدران الداخلية لبعض الثلاجات. وبالمثل ، تُلاحظ طبقات بلورات الجليد هذه في الطبيعة على مستوى سطح الأرض ؛ لا يسقط من السماء على عكس الثلج.

يتصادم بخار الماء فائق التبريد مع سطح الأوراق والأشجار والعشب وما إلى ذلك ، وينتهي به الأمر إلى إعطائهم الحرارة ، من أجل أن يبردوا ويكونوا قادرين على الاستقرار عليها ، ويظهر في أنماطهم البلورية المميزة والمشرقة.

الترسب المادي

حتى الآن ، كان هناك حديث عن الماء ؛ لكن ماذا عن المواد أو المركبات الأخرى؟ إذا كانت هناك جزيئات ذهب غازية في غرفة ، على سبيل المثال ، وتم إدخال جسم بارد ومقاوم ، فسيتم ترسيب طبقة من الذهب عليها. يحدث الشيء نفسه مع المعادن أو المركبات الأخرى ، طالما أنها لا تتطلب زيادة في الضغط أو الفراغ.

ما تم وصفه للتو يدور حول طريقة تسمى الترسيب الفيزيائي ، ويتم استخدامها في صناعة المواد لإنشاء طلاءات معدنية على أجزاء محددة. تكمن المشكلة الآن في كيفية الحصول على ذرات الذهب الغازية دون استهلاك طاقة عالية ، حيث يتطلب الأمر درجات حرارة عالية جدًا.

هناك حيث يأتي الفراغ ، لتسهيل المرور من المواد الصلبة إلى الغازية (التسامي) ، وكذلك استخدام الحزم الإلكترونية.

غالبًا ما يتم الاستشهاد بالسخام على جدران المداخن كمثال على الترسيب المادي ؛ على الرغم من أن جزيئات الكربون الدقيقة جدًا ، الموجودة بالفعل في حالة صلبة ، والمعلقة في الدخان ، تستقر ببساطة دون تغيير الحالة. هذا يؤدي إلى اسوداد الجدران.

الترسيب الكيميائي

إذا كان هناك تفاعل كيميائي بين الغاز والسطح ، فهو ترسب كيميائي. هذا الأسلوب هو أمر شائع في تركيب أشباه الموصلات، في طلاء البوليمر طبقات جراثيم وبهوتوكاتاليتيك من تيو ₂ ، أو لتوفير الحماية المادية الميكانيكية التي كتبها طلائها مع ZrO ₂.

بفضل الترسيب الكيميائي ، من الممكن وجود أسطح من الماس ، التنجستن ، التيلورايد ، النتريد ، الكربيدات ، السيليكون ، الجرافين ، الأنابيب النانوية الكربونية ، إلخ.

يمكن للمركبات التي تحتوي على ذرة M المراد ترسيبها ، والتي تكون أيضًا عرضة للتحلل الحراري ، إنتاج M في بنية السطح بحيث تصبح متصلة بشكل دائم.

هذا هو السبب في أن الكواشف العضوية المعدنية تستخدم عادة ، والتي عندما تتحلل تتخلى عن ذرات المعدن دون الحاجة إلى الحصول عليها مباشرة منها ؛ أي أنه لن يكون من الضروري استخدام الذهب المعدني ، بل من الضروري استخدام مركب ذهبي لإنشاء "الطلاء" الذهبي المطلوب.

لاحظ كيف ينتهي المفهوم الأولي للتسامي العكسي أو الترسيب بالتطور وفقًا للتطبيقات التكنولوجية.

المراجع

1. ويتن ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). كيمياء (الطبعة الثامنة). سينجاج ليرنينج.
2. ماريا إستيلا رافينو. (12 نوفمبر 2019). عكس التسامي. تم الاسترجاع من: concept.de
3. ويكيبيديا. (2019). ترسيب (مرحلة انتقالية). تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
4. هيلمنستين ، آن ماري ، دكتوراه. (13 يناير 2019). تعريف الترسب في الكيمياء. تم الاسترجاع من: thinkco.com
5. ماليسكي ، مالوري. (06 ديسمبر 2019). الفرق بين الترسيب والتسامي. sciencing.com. تم الاسترجاع من: sciencing.com
6. موسوعة الأمثلة (2019). إيداع تم الاسترجاع من: example.co