昇華は吸熱変化が液体の事前形成することなく、ガスを固体から直接状態を発生した熱力学的プロセスです。このプロセスの顕著な例は、ドライアイスのプロセスです。太陽にさらされるか、液体に浸されると、固体から気体状態に直接変化します。
通常の状態での固体の動作は、加熱して最初の液滴を発生させることであり、そこでより多くの固体粒子が完全に溶けるまで溶解します。一方、昇華では、接触する表面を濡らさず、すぐに堆積または結晶化する進行性の蒸気の「泡」について話します。
架空のオレンジ色の固体の昇華の例。出典：ガブリエルボリバル
上記の段落で説明されている内容は、上の図に示されています。オレンジ色の固体混合物（左）を想定します。これは、温度を上げることによってエネルギーを増加させ始めます。赤い成分は昇華し、後で収容容器の底に落ち着きますが、その内容物に角氷があるため温度は低くなります。
赤い三角形または結晶は、温度を吸収するこのコンテナの冷たい表面のおかげで堆積します（右）。そして、それが表示されていない場合でも、熱吸収のためにアイスキューブのサイズが減少するはずです。残りの固体には、プロセス条件下で昇華できない黄色の成分があります。
昇華のコンセプト
処理する
昇華は吸熱状態の変化であると既に言われています、なぜならそれが起こるためには熱吸収がなければならないからです。固体が熱を吸収すると、そのエネルギーが増加するため、その粒子もより高い周波数で振動します。
これらの振動が非常に強くなると、分子間相互作用（共有結合ではない）に影響します。その結果、遅かれ早かれ、粒子が互いに離れて移動し、空間の領域を自由に流れて移動できるようになります。
一部の固体では、振動が非常に強いため、一部の粒子は、液滴を定義する移動するクラスター内で凝集するのではなく、構造から「発射」します。これらの粒子は脱出して最初の「気泡」を統合し、昇華した固体の最初の蒸気を形成するようになります。
そこで私たちは融点ではなく昇華点について話します。どちらも固体に優勢な圧力に依存していますが、昇華点はそれよりも大きくなります。したがって、その温度は（沸点と同様に）圧力の変化によって著しく変化します。
固体構造から気体障害まで
昇華では、システムのエントロピーが増加するとも言われています。粒子のエネルギー状態は、固体構造内の固定位置による制限から、気体のより均一な状態での気まぐれでカオス的な方向への均質化に至り、最終的に平均運動エネルギーを獲得します。
相図と三重点
昇華点は圧力に依存します。そうでなければ、固体粒子は熱を吸収して、固体の外側の空間に飛び出すのではなく、液滴を形成するだろう。それは昇華しませんが、最も一般的なように、溶けたり溶けたりします。
外部圧力が高いほど、固体が強制的に溶融するため、昇華の可能性が低くなります。
しかし、どの固体が昇華可能で、どの固体がそうではありませんか？その答えは、以下に示すようなP対Tの相図にあります。
架空の物質の相図。出典：ガブリエルボリバル
まず三重点を見て、下のセクション、つまり固体と気体の状態を分離するセクションを通過する必要があります。固体の領域では、昇華が発生するために圧力が低下している必要があることに注意してください（必ずしも大気圧である1 atmではありません）。1 atmで、仮想物質はKで表される温度Tsに昇華します。
三重点より下の断面または曲線が水平で長いほど、異なる温度で固体が昇華する能力が高くなります。しかし、それが1 atmをかなり下回っている場合、昇華を達成するために高真空が必要になり、圧力が低下します（たとえば、0.0001 atm）。
条項
三重点が大気圧より数千倍低い場合、固体は超真空でも昇華しません（熱の作用による分解の影響は言うまでもありません）。
そうでない場合、昇華は適度に加熱し、固体を真空にさらすことで行われます。そのため、あまり熱を吸収する必要がなく、その粒子はより簡単に脱出できます。
特に蒸気圧の高い固体を扱う場合、昇華が非常に重要になります。つまり、内部の圧力、それらの相互作用の効率の反映です。蒸気圧が高いほど、香りが高く、昇華性が高くなります。
例
固形物精製
オレンジ色の固体とその昇華可能な赤みを帯びた成分の画像は、固体の精製に関連する昇華の例です。赤い三角形は、高純度が保証されるまで、必要に応じて再昇華できます。
この手法は、主に香りのよい固体で使用されます。例：樟脳、カフェイン、ベンゾイン、およびメントール。
昇華する可能性のある他の固体には、ヨウ素、氷（高高度）、テオブロミン（チョコレートから）、サッカリン、モルヒネなどの薬物、窒素含有塩基、アントラセンがあります。
結晶合成
赤い三角形に戻ると、昇華は従来の結晶化に代わるものです。結晶はもはや溶液からは合成されませんが、特定の形態に有利な結晶種が都合よく存在する可能性がある、冷たい表面上での蒸気の最も制御された可能な堆積を通じて。
たとえば、赤い正方形がある場合、結晶成長はこのジオメトリを維持し、三角形にならないようにします。赤い正方形は昇華が起こると同時に次第に大きくなります。ただし、これは操作上および分子的に複雑な複合体であり、多くの変数が関係しています。
昇華によって合成される結晶の例は、炭化ケイ素（SiC）、グラファイト、ヒ素、セレン、リン、窒化アルミニウム（AlN）、硫化カドミウム（CdS）、セレン化亜鉛（ZnSe）、ヨウ化水銀（HgI 2）、とりわけグラフェン。
これらは実際には2つの絡み合った現象であることに注意してください：昇華昇華と堆積（または逆昇華）。蒸気は固体からより冷たい領域または表面に移動し、最終的に結晶の形で沈殿します。
興味のあるテーマ
昇華の例。
参考文献
- ウィッテン、デイビス、ペック、スタンレー。（2008）。化学 （第8版）。CENGAGEラーニング。
- ウィキペディア。（2019）。昇華（相転移）。から回復：en.wikipedia.org
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- シーラ・モリッシー。（2019）。化学における昇華とは？-定義、プロセス、例。調査。回収元：study.com
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