Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1957, H. 7 - Sublimering
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Fig. 2. Fasdiagram för ett ämne vars trippelpunkt
representerar ett tryck mindre än atmosfärstrycket.
som kallas Clausius—Clapeyrons ekvation. Om
L anses konstant inom ett litet
temperaturområde, kan (5) integreras
ln pi = - L/RT + k (6)
k kan elemineras genom integration mellan T1
och Tf.
Punkten T i fig. 1 är trippelpunkten, där
enligt Gibbs fasregel antalet frihetsgrader är noll.
Trippelpunkten för vatten ligger vid 0,0075°C
och 4,579 torr. Temperaturen vid den får inte
förväxlas med den normala smältpunkten,
fastän skillnaden är obetydlig.
Trippelpunktens läge i diagrammet är
viktigt. Om trycket vid den är lägre än
atmosfärstrycket, kan sublimering åstadkommas endast
genom särskilda åtgärder; är det högre än
atmosfärstrycket, kan ämnet inte smälta under
normala förhållanden och det sublimerar lätt.
Ett typiskt exempel på det senare fallet är
koldioxid, vars trippelpunkt ligger vid —57°C
och ca 5 at.
För ett ämne vars trippelpunkt har ett lägre
tryck än atmosfärstrycket, anger A (fig. 2) det
fasta ämnets partialtryck vid rumstemperatur.
För att verklig sublimering skall äga rum, får
partialtrycket inte överstiga trycket vid
trippelpunkten. När värme tillförs, stiger
partialtrycket till B, ocli kondensationen följer då
linjen BCDE.
Då ångan lämnar förångaren, avkyls den
sålunda litet och blandas med luft eller någon
annan inert gas, så att det sublimerande ämnets
partialtryck sjunker. Vid punkten C inträder
ångan i kylaren. Den blandas där med
ytterligare inert gas, så att partialtryck och
temperatur går ned till D. Sedan kyls ångan vidare
under nära konstant tryck till E, som bestäms
av temperaturen i kylaren.
Tillförs för mycket värme, så att
partialtrycket stiger till B, kommer ångan att stå i
jämvikt med en smälta ocli kondensationen följer
linjen B’C’DE. För att sublimation dock skall
ske utan att vätska bildas, sänks ångans
partialtryck från B’ till C genom blandning med
en inert gas. Vid frånvaro av en bärande
gasström bestämmer skillnaden mellan ämnets
partialtryck i förångaren och i kylaren
subli-mationsliastigheten. Sublimeringen sker som
väntat snabbast i absolut vakuum, där Hertz—
Knudsens ekvation gäller:
Sr = ßpVM/2 rcRT (7)
där Sr är sublimationshastigheten, p
ångtrycket vid T0K, M molvikten, R gaskonstanten ocli
ß en konstant som kallas
kondensationsfak-torn.
I praktiken finns oftast någon inert gas,
vanligen luft, i apparaturen, ocli den kommer att
minska hastigheten genom intermolekylära
kollisioner. Med en kontinuerlig gasström kan
man i stället öka hastigheten. Då den inerta
gasen står stilla i apparaturen, blir ångans
diffusionshastighet mycket liten. I ett sådant
fall måste röret mellan förångaren ocli kylaren
vara så kort som möjligt. Genom att tillföra
mer värme till det fasta ämnet kan man höja
dettas ångtryck och därmed Sr enligt ekv (7).
Som tidigare sagts får trycket inte överstiga
trippelpunktens, vilket lättast uppnås genom
användning av en inert gas som bärare.
Värmeöverföring
För att underlätta värmeöverföringen till den
fasta substansen brukar den finfördelas, så att
dess effektiva yta förstoras kraftigt. Nackdelen
är att en stor mängd luft, som verkar
värme-isolerande, kan inneslutas. Därför föredrar man
ofta att fluidisera pulvret med bärargasen.
Det fasta ämnet kan också smältas och värmas
under omröring, då det i allmänhet är mycket
lättare att överföra värme till en vätska än till
ett pulver.
Upphettningen sker i ett kärl som värms
utifrån med t.ex. direkt eld, sandbad, ång- eller
oljemantel. Eventuellt kan man leda in het inert
gas i kärlet, som sedan för med sig ångan av
ämnet. I sistnämnda fall blir värmeutbytet
högt.
Vid kondensationen måste värme bortföras
från sublimatet vilket kan bli besvärligt. Det
är nämligen viktigt att inte något
värmeisole-rande sublimatskikt stannar kvar i kylaren.
Sublimatet tas därför bort med skrapor eller
Fig. 3. Apparat
för sublimering
av
ammonium-klorid.
Fig. 4. Apparat
för sublimering
av jod; används
alltjämt i
Frankrike.
TEKNISK TIDSKRIFT 1957 jf!5
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
