SUBLIMAÇÃO REVERSA: CONCEITO E EXEMPLOS - QUÍMICA - 2025

A sublimação reversa é um processo termodinâmico no qual ocorre uma mudança de estado exotérmico de gás para sólido sem antes se tornar um líquido. Também é conhecido pelos nomes de sublimação regressiva, dessublimação ou deposição; este último é o mais utilizado em textos escolares e enciclopédicos.

A sublimação reversa é considerada um processo exotérmico porque as partículas gasosas (átomos ou moléculas) devem perder energia ao liberar calor no ambiente; de forma a resfriar o suficiente para formar cristais, solidificar ou congelar em uma superfície.

A sublimação reversa ocorre onde quer que haja uma superfície suficientemente fria para que os cristais sejam depositados nela diretamente de uma fase gasosa. Fonte: Pixabay.

A palavra 'deposição' (e não 'deposição') significa que a partícula é depositada a partir de uma fase gasosa sem molhar a superfície receptora. É por isso que os fenômenos de sublimação inversa são freqüentemente encontrados em objetos gelados; como a geada depositada nas folhas ou paisagens de inverno.

Essa deposição é freqüentemente detectada por uma fina camada de cristais; embora também possa ser feito de um pó aparente ou argila. Ao controlar este processo, novos materiais multicamadas podem ser projetados, onde cada camada consiste em um sólido específico depositado por processos químicos ou físicos.

Conceito de sublimação reversa

A sublimação reversa, como o próprio nome revela, é o fenômeno oposto à sublimação: ela não parte de um sólido que se evapora, mas de um gás que se solidifica ou congela.

Se você raciocinar molecularmente, vai parecer incrível que um gás seja capaz de esfriar até o ponto em que nem mesmo condensa em primeiro lugar; isto é, que passa ao estado líquido.

O papel da superfície

Um gás, altamente desordenado e difuso, de repente consegue reorganizar suas partículas e se estabelecer como um sólido (qualquer que seja sua aparência).

Isso por si só será cinética e termodinamicamente difícil, pois necessita de um suporte que receba as partículas do gás e as concentre para que interajam umas com as outras perdendo energia; isto é, enquanto eles esfriam. É aqui que participa a superfície exposta ao gás: servindo de suporte e trocador de calor.

As partículas de gás trocam calor com a superfície mais fria ou gelada, diminuem a velocidade e aos poucos os primeiros núcleos cristalinos se formam. Sobre esses núcleos, mais frios que o gás circundante, começam a se depositar outras partículas, que são incorporadas à sua estrutura.

O resultado final desse processo é que uma camada de cristais ou sólidos acaba se formando na superfície.

Termos

Para que a sublimação reversa ocorra, qualquer uma dessas duas condições deve ocorrer normalmente: a superfície em contato com o gás deve ter uma temperatura abaixo de seu ponto de congelamento; ou o gás tem que ser super-resfriado, de modo que assim que toque a superfície se deposite ao perturbar sua estabilidade final.

Por outro lado, a deposição também pode ocorrer quando o gás está quente. Se a superfície estiver fria o suficiente, a alta temperatura do gás será transferida para ela repentinamente e fará com que suas partículas se adaptem à estrutura da superfície.

De fato, existem métodos em que a superfície nem precisa estar fria, pois participa diretamente de uma reação com as partículas gasosas que acabam por se depositar covalentemente (ou metálicas) nela.

Na indústria de tecnologia, uma metodologia que funciona a partir desse princípio é amplamente utilizada e é chamada de deposição química de vapor por combustão.

Exemplos de sublimação reversa

Cerveja vestida de noiva

Quando uma cerveja está tão fria que o copo de sua garrafa fica coberto de branco ao ser retirada da geladeira, diz-se que está vestida de noiva.

A garrafa de cerveja fornece a área de superfície necessária para que as moléculas de vapor d'água, H ₂ O, colidam e percam energia rapidamente. Se o vidro for preto, você notará como se torna branco do nada, e você pode arrancá-lo com a unha para escrever mensagens ou fazer desenhos nele.

Às vezes, a deposição de umidade do ambiente é tal que a cerveja parece coberta de geada branca; mas o efeito não dura muito, porque com o passar dos minutos condensa e umedece a mão de quem o segura e bebe.

geada

Semelhante ao que acontece nas paredes de uma cerveja, o gelo se deposita nas paredes internas de alguns refrigeradores. Da mesma forma, essas camadas de cristais de gelo são observadas na natureza ao nível do solo; não cai do céu ao contrário da neve.

O vapor d'água super-resfriado colide com a superfície das folhas, árvores, grama, etc., e acaba dando-lhes calor, para resfriá-las e poder pousar sobre elas e se manifestar em seus padrões cristalinos característicos e radiantes.

Deposição física

Até agora, falou-se de água; Mas e quanto a outras substâncias ou compostos? Se houver partículas gasosas de ouro em uma câmara, por exemplo, e um objeto frio e resistente for introduzido, uma camada de ouro será depositada sobre ela. O mesmo aconteceria com outros metais ou compostos, desde que não requeiram aumento de pressão ou vácuo.

O que acabamos de descrever trata de um método denominado deposição física, usado na indústria de materiais para criar revestimentos metálicos em peças específicas. Agora, o problema está em como obter os átomos de ouro gasosos sem grande consumo de energia, pois são necessárias temperaturas muito altas.

É aí que entra o vácuo, para facilitar a passagem do sólido para o gasoso (sublimação), bem como o uso de feixes de elétrons.

A fuligem nas paredes da chaminé é freqüentemente citada como um exemplo de deposição física; porém, as partículas muito finas de carbono, já no estado sólido, e suspensas na fumaça, simplesmente se acomodam sem mudar de estado. Isso leva ao escurecimento das paredes.

Deposição química

Se houver uma reação química entre o gás e a superfície, então é uma deposição química. Essa técnica é comum na síntese de semicondutores, no revestimento de polímeros por camadas bactericidas e fotocatalíticas de TiO ₂, ou para fornecer um material de proteção mecânica revestindo-os com ZrO ₂.

Graças à deposição química, é possível ter superfícies de diamantes, tungstênio, teluretos, nitretos, carbonetos, silício, grafenos, nanotubos de carbono, etc.

Os compostos que têm o átomo M a ser depositado, e também são suscetíveis à decomposição térmica, podem render M à estrutura da superfície de modo que ela se torne permanentemente ligada.

É por isso que normalmente se usam reagentes organometálicos, que ao se decomporem desprendem os átomos do metal sem a necessidade de obtê-los diretamente; ou seja, não seria necessário usar ouro metálico, mas sim um complexo de ouro para criar o desejado “folheamento” de ouro.

Observe como o conceito inicial de sublimação inversa ou deposição acaba evoluindo de acordo com as aplicações tecnológicas.

Referências

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química (8ª ed.). CENGAGE Learning.
2. Maria Estela Raffino. (12 de novembro de 2019). Sublimação reversa. Recuperado de: concept.de
3. Wikipedia. (2019). Deposição (transição de fase). Recuperado de: en.wikipedia.org
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (13 de janeiro de 2019). Definição de Deposição em Química. Recuperado de: Thoughtco.com
5. Malesky, Mallory. (06 de dezembro de 2019). A diferença entre deposição e sublimação. sciencing.com. Recuperado de: sciencing.com
6. Enciclopédia de exemplos (2019). Deposição Recuperado de: examples.co