O que é o estado de sublimação?

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Introdução

Você provavelmente já presenciou em um show, teatro ou em uma balada um ambiente coberto de ‘’fumaça’’ ou neblina produzida artificialmente, essa nuvem de gás temática é produzida através do fenômeno da sublimação.

Sublimação é a mudança de estado físico do estado sólido diretamente para o estado gasoso, o que pode não ser muito intuitivo à primeira vista, uma vez que estamos acostumados a visualizar líquidos se transformar em vapor. 

Entretanto, o fenômeno da sublimação pode ocorrer em temperatura ambiente. A sublimação é um fenômeno endotérmico, que precisa ganhar energia para ocorrer. 

Suas moléculas passam de uma situação de boa organização, isto é, moléculas bem próximas umas das outras, para uma situação de maior desordem, moléculas com grande movimentação (energia cinética) e bem separadas uma das outras.

Uma forma de entender esse fenômeno é através de uma medida de volatilidade, isto é, uma medida da facilidade de uma substância se transformar em gás. 

A grandeza física responsável por essa medida é a pressão de vapor: quanto maior a sua pressão de vapor, mais fácil é de transformar uma substância em gás.

Existem algumas substâncias, como o dióxido de carbono (CO2), que possuem pressões de vapor muito elevadas (maiores que a pressão ambiente), o que fazem que eles sejam capazes de se transformar em gás a partir do estado sólido, caracterizando o fenômeno de sublimação.

Aplicações

O dióxido de carbono pode ser comercializado a temperaturas abaixo de -70º C, conhecido como gelo seco, essa substância quando exposta à temperatura ambiente se transforma em gás carregando moléculas de água, formando uma nuvem de gases, responsável por climatizar bebidas e ambientes de festas.

Outra substância que passa por sublimação em temperatura ambiente é a naftalina (C10H8), esse composto é utilizado para espantar traças e baratas, porém se for mal manuseado pode ser tóxico para a espécie humana.

O Iodo é uma substância identificada por produzir um gás de forte coloração violeta e quando sujeito a determinadas temperaturas sofre a transformação de fase sublimação, ele pode ser utilizado para veículos aéreos localizar uma determinada região ou então como um pedido de socorro.

As aplicações da sublimação são, desde científicas, utilizado em laboratórios, até aplicações industriais. Em um laboratório, o processo de sublimação pode ser utilizado para purificar compostos com alto grau de pureza. 

Uma vez que uma substância composta é feita de materiais com diferentes comportamentos termodinâmicos, ao solidificar a mistura, e submeter às condições de pressão e temperatura determinadas, a substância desejada é transformada em gás deixando para trás os resíduos sólidos, e posteriormente liquefazendo o gás se obtém uma substância com alto índice de pureza.

Na indústria, a sublimação é utilizada para obter alimentos desidratados, como café solúvel, leite em pó, bebidas solúveis e na produção de alguns fármacos. O método da liofilização consiste em utilizar um alimento previamente preparado, isto é, cozido ou fresco. O alimento é congelado e submetido a pressões muito baixas, posteriormente o alimento é aquecido de modo que o gelo formado passe pelo processo de sublimação, e o alimento obtido é um alimento desidratado.

Este processo é considerado menos danoso aos tecidos dos alimentos, melhorando a apresentação dos sabores e cheiros. Quando o alimento entra em contato com água ele é reconstituído, possibilitando o consumo dos alimentos como leite em pó e café solúvel.

Um método utilizado de estampagem de roupas utiliza o fenômeno da sublimação como princípio. Uma ilustração ou fotografia é impresso em um papel utilizando uma cera colorida, essa impressão é aquecida sobre a roupa com uma prensa quente de modo que a cera presente na impressão passe do estado sólido para o gasoso rapidamente.

Quando esse gás é depositado nos interstícios de uma roupa ele se solidifica resultando na impressão da imagem desejada sobre a vestimenta. Esse método também pode ser utilizado para gravar imagens em materiais cerâmicos.