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Purificação por sublimação

1900
Laboratory sublimation apparatus for purifying volatile solids in analytical chemistry.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

Sublimation is a laboratory technique for purifying compounds, particularly volatile solids. The impure solid is gently heated, often under reduced pressão, fazendo com que ele sublime diretamente para o estado gasoso. Esse gás então se deposita como um sólido puro em uma superfície resfriada, conhecida como dedo frio, deixando as impurezas não voláteis no recipiente original.

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 pressão de vapor Na temperatura de operação, o solvente é mais estável do que as impurezas, permitindo que ele sublime enquanto as impurezas permanecem sólidas. O processo é normalmente realizado em um recipiente de vidro especializado chamado aparelho de sublimação.

O aparelho consiste em um recipiente para conter o sólido impuro, uma fonte de aquecimento (como uma manta de aquecimento ou um banho de óleo) e uma superfície resfriada (o dedo frio) colocada acima ou dentro do recipiente. Frequentemente, aplica-se vácuo ao sistema. A redução da pressão diminui a temperatura na qual o composto sublimará, o que é crucial para compostos termossensíveis que podem se decompor em seu ponto de sublimação à pressão atmosférica. À medida que o sólido impuro é aquecido, moléculas do composto alvo escapam para a fase gasosa. Essas moléculas gasosas percorrem uma curta distância até colidirem com o dedo frio, que normalmente é resfriado por água circulante ou um criogênico. Ao entrarem em contato com a superfície fria, as moléculas perdem energia térmica e sofrem deposição, retornando diretamente a um sólido cristalino de alta pureza. As impurezas não voláteis, que possuem pressões de vapor muito menores, permanecem no recipiente. Essa técnica é valorizada por sua simplicidade e por produzir cristais de altíssima pureza, tornando-se um procedimento padrão em muitos laboratórios de química sintética e analítica.

UNESCO Nomenclature: 2202
Química analítica

Tipo

Processo Químico

Interrupção

Substancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • a antiga prática de destilação para purificar líquidos
  • a descoberta de elementos como o iodo que sublimam visivelmente
  • Desenvolvimento de bombas de vácuo por Otto von Guéricke e melhorias posteriores
  • Avanços na fabricação de vidraria para uso em laboratório

Aplicações

  • purificação de compostos orgânicos como cafeína, iodo e ferroceno em laboratórios de química
  • Refino de metais como arsênio, cádmio e zinco.
  • produção de materiais ultrapuros para a indústria de semicondutores
  • isolamento de produtos naturais a partir de extratos brutos
  • reciclagem e purificação de elementos como o enxofre

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

  • automated, continuous sublimation systems for industrial-scale purification of pharmaceuticals
  • portable sublimation devices for on-site forensic analysis of trace evidence
  • microfluídica chips that use integrated heaters and coolers for sublimation-based separation of minute samples
  • solar-powered sublimation units for purifying water and extracting minerals in remote locations
  • closed-loop recycling systems for electronic waste that use selective sublimation to recover rare metals
  • 3d printing with integrated sublimation purification to create objects from impure raw materials
  • food processing equipment that uses sublimation to remove unwanted volatile compounds, enhancing flavor
  • in-situ resource utilization on asteroids, using sublimation to extract water ice and other volatiles
  • vestível environmental sensors that pre-concentrate airborne pollutants via deposition before analysis
  • art restoration techniques using controlled sublimation to remove harmful surface contaminants from delicate artifacts
Relacionado a: sublimação, purificação, técnica de separação, dedo frio, vácuo, pressão de vapor, deposição, método laboratorial, química orgânica, sólido volátil.

Contexto histórico

Purificação por sublimação

1895
1899
1900
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1895
1896
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(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

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