miniatura|Sublimació del iode: Lentalpia de sublimació, també anomenada energia de sublimació o calor de sublimació, és la quantitat d'energia en forma de calor que ha de ser afegida a una unitat de substància sòlida, habitualment un mol, a pressió constant, per tal que passi a estat gasós, sense passar per la fase líquida. Aquest procés rep el nom de sublimació. L'entalpia de sublimació és una mesura quantitativa de la volatilitat d'un determinat sòlid., en format pdf El procés es pot representar per exemple per el iode com:
Per tal que es produeixi la sublimació cal trencar les forces que mantenen unides les molècules o altres tipus d'especies químiques com els ions que formen el sòlid. Això només ho aconseguirem si aportem una certa quantitat d'energia a la substància a sublimar, sigui en forma de calor (Q) o de treball (W), la quantitat necessària depèn de cada sòlid i és un valor característic de la substància que s'acostuma a representar com i correspon a la diferència d'entalpia de la substància en estat gasós i sòlid:
S'expressa habitualment en joules per mol de substància (freqüentment kJ/mol), però segons la publicació també es poden trobar altres unitats de massa com el quilogram o el gram i d'energia com la caloria.
Càlcul a partir d'entalpies de formació L'entalpia de sublimació d'una determinada substància pot ser calculada si hom disposa de les entalpies estàndard de formació de la substància en estat sòlid i en estat gasós. La relació és:
Així l'entalpia de sublimació del clorur de potassi , en condicions estàndard, s'obté amb el següent càlcul:
El resultat és positiu, la qual cosa indica un procés endotèrmic, s'ha d'aportar calor per a que tengui lloc.
Determinació experimental Les entalpies de sublimació es determinen normalment mitjançant mesures de pressió de vapor dependents de la temperatura o mitjançant la determinació calorimètrica directa de la calor absorbida per una mostra durant l'evaporació. Els mètodes més utilitzats estan disponibles per mesurar les pressions de vapor de compostos orgànics en el rang d'uns 10 mPa a uns 10 MPa. L'equació integrada de Clausius-Clapeyron relaciona pressió de vapor i entalpia de canvi d'estat, en aquest cas sublimació:
on és la pressió de vapor de saturació del compost, la constant universal dels gasos, la temperatura absoluta i l'entropia de sublimació. La fracció d'entropia sol ser molt més petita que la d'entalpia i es negligible en molts casos. Per exemple a l'antracè la primera fracció val uns 12000 i la segona només 33 (inferior a l'error experimental).
Per a compostos molt poc volàtils com els líquids iònics, el mètode de la microbalança de cristall de quars permet mesurar la pressió de vapor en el rang de 10 μPa. Les entalpies de sublimació de sals inorgàniques es poden obtenir, en principi, a partir de mesures de pressió de vapor. Aquesta possibilitat s'ha demostrat per a sals com el clorur de sodi . Tanmateix, obtenir dades fiables de pressió de vapor per a sals inorgàniques a temperatura ambient continua sent un repte. Les mesures a temperatures elevades són possibles, però les pressions de vapor de la majoria de les sals en condicions ambientals són massa baixes per determinar-les amb precisió. A més, les complicacions experimentals i les incerteses en la composició de la fase gasosa limiten encara més l'aplicabilitat d'aquest mètode a la temperatura de referència de 298,15 K.
+ Entalpies de sublimació estàndard de gasos, aigua i composts aromàtics Gas Ne N2 Ar O2 Kr Xe CO2 H2Ofluorè, C13H10antracè, C14H10pirè, C16H10benzo[a]pirè, C20H12 ΔsubH⦵ / kJ·mol−1 1,90 7,34 7,79 9,26 11,53 15,79 28,84 54,4687,198,597,8113,3
Referències
Vegeu també Calor Sublimació Entalpia Entalpia de canvi de fase Entalpia de vaporització Entalpia de dissolució Entalpia estàndard de formació
Categoria:Entalpia Categoria:Canvis d'estat