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Purification par sublimation

1900
Appareil de sublimation de laboratoire pour la purification des solides volatils en chimie analytique.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Sublimation is a laboratory technique for purifying compounds, particularly volatile solids. The impure solid is gently heated, often under reduced pressionCe procédé provoque la sublimation directe du gaz. Ce gaz se dépose ensuite sous forme de solide pur sur une surface refroidie, appelée doigt froid, laissant les impuretés non volatiles dans le récipient d'origine.

Purification by sublimation is an effective physical separation method analogous to distillation, but for solid-to-gas transitions. Its effectiveness hinges on the difference in vapor pressures between the target compound and its impurities. The target compound must have a significantly higher pression de vapeur À la température de fonctionnement, le matériau se sublime tandis que les impuretés restent à l'état solide. Ce procédé est généralement réalisé dans un appareil en verre spécialisé appelé appareil de sublimation.

L'appareil se compose d'un récipient contenant le solide impur, d'une source de chaleur (comme un chauffe-ballon ou un bain d'huile) et d'une surface refroidie (le doigt froid) placée au-dessus ou à l'intérieur du récipient. Le vide est souvent appliqué au système. La réduction de la pression abaisse la température de sublimation du composé, ce qui est crucial pour les composés thermosensibles susceptibles de se décomposer à leur point de sublimation à pression atmosphérique. Lorsque le solide impur est chauffé, les molécules du composé cible s'échappent en phase gazeuse. Ces molécules gazeuses parcourent une courte distance avant d'entrer en collision avec le doigt froid, généralement refroidi par circulation d'eau ou par un cryogène. Au contact de la surface froide, les molécules perdent de l'énergie thermique et se déposent, se transformant directement en un solide cristallin de haute pureté. Les impuretés non volatiles, dont la pression de vapeur est bien plus faible, restent. Cette technique est appréciée pour sa simplicité et pour la production de cristaux de très haute pureté, ce qui en fait une procédure standard dans de nombreux laboratoires de chimie synthétique et analytique.

UNESCO Nomenclature: 2202
– Chimie analytique

Taper

Procédé chimique

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • l'ancienne pratique de la distillation pour purifier les liquides
  • la découverte d'éléments comme l'iode qui subliment visiblement
  • développement des pompes à vide par Otto von Guericke et améliorations ultérieures
  • progrès dans la fabrication de verrerie destinée aux laboratoires

Applications

  • purification de composés organiques comme la caféine, l'iode et le ferrocène dans les laboratoires de chimie
  • raffinage de métaux tels que l'arsenic, le cadmium et le zinc
  • production de matériaux ultra-purs pour l'industrie des semi-conducteurs
  • isolement de produits naturels à partir d'extraits bruts
  • recyclage et purification d'éléments comme le soufre

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • systèmes de sublimation automatisés et continus pour la purification à l'échelle industrielle de produits pharmaceutiques
  • appareils de sublimation portables pour l'analyse médico-légale sur site des traces de preuves
  • microfluidique chips that use integrated heaters and coolers for sublimation-based separation of minute samples
  • unités de sublimation à énergie solaire pour la purification de l'eau et l'extraction de minéraux dans des endroits éloignés
  • systèmes de recyclage en boucle fermée pour les déchets électroniques qui utilisent la sublimation sélective pour récupérer les métaux rares
  • Impression 3D avec purification par sublimation intégrée pour créer des objets à partir de matières premières impures
  • équipement de transformation des aliments qui utilise la sublimation pour éliminer les composés volatils indésirables, améliorant ainsi la saveur
  • Utilisation des ressources in situ sur les astéroïdes, utilisant la sublimation pour extraire la glace d'eau et d'autres substances volatiles
  • portable environmental sensors that pre-concentrate airborne pollutants via deposition before analysis
  • techniques de restauration d'œuvres d'art utilisant la sublimation contrôlée pour éliminer les contaminants de surface nocifs des objets délicats
Lié à : sublimation, purification, technique de séparation, doigt froid, vide, pression de vapeur, dépôt, méthode de laboratoire, chimie organique, solide volatil.

Contexte historique

Purification par sublimation

1895
1899
1900
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1895
1896
1900
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(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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