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2025-02-09T11:42:21Z

Verwechslung mit Dissoziation

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[[Datei:sublimation apparatus.svg|mini|Sublimationsapparatur mit einem [[Kühlfinger]], an dem der sublimierte Stoff sich abscheidet. '''1''' Eingang Kühlwasser '''2''' Ausgang Kühlwasser '''3''' Vakuumanschluss '''4''' Sublimationskammer '''5''' Sublimierter Stoff '''6''' Unsublimierter Stoff '''7''' Wärmezufuhr von außen]]

Als '''Sublimation''', seltener auch '''Sublimierung''' (von [[latein]]isch ''sublimatio'' bzw. ''sublimare'', früher im Sinne von „läutern, [[Destillation|destillieren]], chemisch möglichst rein darstellen“,<ref>Wilhelm Hassenstein, [[Hermann Virl]]: ''Das Feuerwerkbuch von 1420. 600 Jahre deutsche Pulverwaffen und Büchsenmeisterei.'' Neudruck des Erstdruckes aus dem Jahr 1529 mit Übertragung ins Hochdeutsche und Erläuterungen von Wilhelm Hassenstein. Verlag der Deutschen Technik, München 1941, S. 40 (''Sublimieren'').</ref> von ''sublimis'' „hoch in der Luft befindlich, erhaben“), bezeichnet man den Prozess des unmittelbaren Übergangs eines [[Stoff (Chemie)|Stoffes]] vom [[Feststoff|festen]] in den [[Gas|gasförmigen]] [[Aggregatzustand]], ohne sich vorher zu verflüssigen.<ref>{{Gold Book|sublimation|S06069}}</ref> Es handelt sich um einen rein physikalischen Vorgang, bei dem der Stoff chemisch unverändert bleibt.
[[Datei:Phasendiagramme.svg|mini|Phasendiagramm eines „gewöhnlichen“ Stoffes und des Wassers]]
Bei den [[Druck (Physik)|Druck]]- und [[Temperatur]]bedingungen, bei denen eine Sublimation auftritt, existiert kein flüssiger Aggregatzustand, wie im [[Phasendiagramm]] rechts ersichtlich. Man bezeichnet diese Bedingungen auch als [[Sublimationsdruck (Physik)|Sublimationsdruck]] und Sublimationstemperatur, beziehungsweise zusammengenommen als '''Sublimationspunkt'''. Dieser wiederum ist ein Teil der [[Sublimationskurve]] des [[Phasendiagramm|Phasendiagramms]], die in nebenstehendem Beispiel durch die Phasengrenzlinie zwischen Feststoff und Gas unterhalb des [[Tripelpunkt]]es gegeben ist.

Die Phasenumwandlung in Gegenrichtung zur Sublimation wird in der Fachsprache als [[Resublimieren|Resublimation]]<ref name="Wächter">Michael Wächter: ''Chemielabor – Einführung in die Laborpraxis.'' 1. Auflage. Wiley-VCH Verlag, Weinheim 2011, S. 76, ISBN 978-3-527-32996-0.</ref> oder auch als Deposition oder Desublimation bezeichnet. Der Resublimationspunkt ist bei [[Reinstoff]]en identisch mit dem Sublimationspunkt. Bei [[Gemisch]]en muss man beachten, dass sich beide unterscheiden können und daher in diesem Fall auch die Richtung der [[Phasenumwandlung]] eine Rolle spielt.

Existiert bei [[Normaldruck]] eine Sublimationstemperatur, so bezeichnet man diese als Normalsublimationstemperatur und tabelliert den Stoff mit deren Wert, ohne zusätzlich den Sublimationsdruck mit anzugeben.

Jeder Stoff nimmt bei seiner Sublimation die sogenannte [[Sublimationsenthalpie]] auf, die gleich der [[Summe]] aus [[Schmelzenthalpie]] und [[Verdampfungsenthalpie]] ist.

== Beispiele ==
* Sublimation im eigentlichen Sinne
** [[Bor]], [[Kohlenstoff]] und [[Arsen]], aber auch organische Verbindungen wie zum Beispiel [[Campher]] gehen bei Erhitzung unter [[Normaldruck]] direkt in Gasform über.
** [[Trockeneis]], bei −78,5 [[Grad Celsius|°C]] gefrorenes [[Kohlenstoffdioxid]], sublimiert bei Wärmezufuhr und tritt unmittelbar in den gasförmigen [[Aggregatzustand]] über. Dabei bildet sich unter normalen Druckbedingungen keine Flüssigkeit wie z. B. bei der Erwärmung von [[Eis|Wassereis]]: hiervon leitet sich die Bezeichnung ''Trockeneis'' ab.

* Sublimation oberhalb des [[Tripelpunkt]]es
** [[Wasser]] tritt bei ausreichend kalter und trockener [[Luft]] bei Atmosphärendruck aus seinem festen Aggregatzustand Eis ebenfalls direkt in Gasform ([[Wasserdampf]]) über. Der Grund dafür ist, dass der Wasserdampfdruck ein [[Partialdruck]] der Luft ist und somit kleiner als der Atmosphärendruck der Luft. Deshalb spielt sich dieser [[Phasenübergang]] im Phasendiagramm für Wasser im Bereich der Sublimation unterhalb des Tripelpunktes ab, auch wenn es scheinbar bei Atmosphärendruck geschieht. Dank dieses Effektes trocknet feuchte Wäsche unter den entsprechenden Bedingungen bei [[Frost]] an der Außenluft schneller als in Innenräumen, deren wärmere Luft bereits mit Wasserdampf mehr oder weniger gesättigt ist.<ref>jom: ''FRAGEN SIE NUR!: Eiskalt verdunstet''. In: [http://www.badische-zeitung.de/bildung-wissen-1/fragen-sie-nur-eiskalt-verdunstet--52954289.html badische-zeitung.de, Ratgeber, Bildung & Wissen, 10. Dezember 2011] (16. Dezember 2011).</ref>
** [[Iod]] sublimiert bei Normaldruck beim Erwärmen, wobei dieses als violettes Gas besonders effektvoll ist und daher häufig als Schauexperiment genutzt wird. Tatsächlich liegt der Druck am Tripelpunkt (386,65 K, 12,1 kPa) weit unterhalb des Umgebungsdruckes (101,315 kPa). Solange jedoch die Temperatur unter dem Schmelzpunkt (113,70 °C) gehalten wird, geht Iod tatsächlich aus dem festen in den gasförmigen Zustand über. Darüber hinaus schmilzt Iod erst zu einer tief violetten bis schwarzen Flüssigkeit.<ref>{{internetquelle |url=https://www.youtube.com/watch?v=dPIaEWd8zf4 |autor=NileRed |titel=The Iodine Myth |zugriff=2017-09-13}} Gut erkennbar das Schmelzen und die tief violette Farbe des flüssigen Iodes.</ref>

== Verwechslung mit Dissoziation ==
Die Sublimation kann mit der [[Dissoziation (Chemie)|Dissoziation]] verwechselt werden. So zerfällt bspw. [[Ammoniumchlorid]] beim Erhitzen in [[Ammoniak]] und [[Chlorwasserstoff]], die beide gasförmig sind.

== Anwendung ==
Bei der Werkstoffbearbeitung mittels [[Laserschneiden#Laserstrahlsublimierschneiden|Laserstrahlsublimierschneiden]] tritt mit hoher Impulsleistung des Lasers die Sublimation auf. Der Werkstoff schmilzt dabei nicht erst auf, sondern geht direkt vom festen in den gasförmigen Zustand über. Es entsteht ein sehr sauberer Schnitt ohne Schlacken und ausgefranste Ränder.

Weitere Anwendungen sind das [[Gefriertrocknung|Gefriertrocknen]] von Lebensmitteln, das im Vergleich zu anderen Trocknungsmethoden sehr schonend ist, sowie der [[Sublimationsdruck (Verfahren)|Sublimationsdruck]].

[[Datei:Ferrocen.jpg|mini|Frisch [[Resublimieren|resublimiertes]] [[Ferrocen]] an einem Kühlfinger.]]
Die Sublimation ist auch eine Alternative zum [[Umkristallisieren]] bei der Aufreinigung von Produkten in der Synthesechemie. Gegenüber der [[Kristallisation]] bietet die Sublimation einige Vorteile: Die Produkte sind oft sehr sauber und es lassen sich auch kleinste Mengen bequem in einer Sublimationsapparatur sublimieren.<ref name="Organikum">Heinz G. O. Becker et al.: ''Organikum'', Johann Ambrosius Barth Verlag Leipzig, Berlin, Heidelberg, S. 53–54, ISBN 3-335-00343-8.</ref> Ein Beispiel für die Anwendung der Sublimation kleiner Mengen im [[Radiochemie|radiochemischen Feld]] zur radiochemischen Reinigung eines [[Nuklid]]es präsentieren die Autoren im Rahmen der [[Halbwertszeit]]bestimmung von [[Selen|79Se]].<ref>Physikalisch-Technische Bundesanstalt: [http://www.ptb.de/en/org/6/nachrichten6/2010/60710_en.htm The half-life of 79Se], News 2010.</ref><ref>Jörg, G., Bühnemann, R., Hollas, S., Kivel, N., Kossert, K., Van Winckel, S., Lierse v. Gostomski, Ch. ''Applied Radiation and Isotopes'' '''68''' (2010), 2339–2351.</ref> Die Sublimation ist vorwiegend ein Laborverfahren zur Stoffreinigung, z. B. für [[Ferrocen]]<ref>T. J. Kealy, P. L. Pauson: ''A New Type of Organo-Iron Compound''. Nature 1951, 168, 1039. {{DOI|10.1038/1681039b0}}.</ref> und [[Pyrogallol]]. Nachteilig gegenüber der Kristallisation aus der Schmelze ist die vergleichsweise schwierige Maßstabsvergrößerung (''scaling up'') bei der Sublimation. In der chemischen Industrie besitzt die technische Durchführung der Sublimation als Trennmethode deshalb nur eine untergeordnete Bedeutung. Als [[Raffination]]sverfahren für [[Naphthalin]], [[Phthalsäureanhydrid]], [[Campher]], [[Anthrachinon]], [[Salicylsäure]], [[Benzoesäure]], [[Uranhexafluorid]] und vieler Metalle findet die Sublimation eine technische Anwendung.<ref name="Römpp">[[Otto-Albrecht Neumüller]] (Hrsg.): [[Römpp Lexikon Chemie|''Römpps Chemie-Lexikon.'']] Band 5: ''Pl–S.'' 8., neubearbeitete und erweiterte Auflage. Franckh’sche Verlagshandlung, Stuttgart 1987, ISBN 3-440-04515-3.</ref>

== Transportreaktionen ==
[[Chemischer Transport|Chemische Transportreaktionen]] dienen der Aufreinigung von Stoffen (meist Metallen) mittels Sublimation. Hier wird jedoch der zu reinigende Stoff zuerst in chemischen Reaktionen zu einem Folgestoff umgesetzt, welcher z. B. einen niedrigeren Sublimationsdruck besitzt. Beispiele für Transportreaktionen sind das [[Mond-Verfahren]] oder das [[Van-Arkel-de-Boer-Verfahren]].

== Siehe auch ==
* [[Sublimat]]
* [[Quecksilber#Geschichte]]

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Navigationsleiste Phasenübergänge}}

[[Kategorie:Thermodynamischer Prozess]]

Sublimation (Phasenübergang) - Versionsgeschichte

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