- Qu'est-ce que l'évaporation?
- Forces de cohésion
- Facteurs impliqués dans l'évaporation chimique
- La
- La température
- Conteneur fermé ou ouvert
- Concentration de molécules évaporées
- Pression et surface du liquide
- Applications
- Le refroidissement par évaporation
- Séchage des matériaux
- Séchage de substances
- Exemples
- Références
L' évaporation chimique est le processus par lequel les molécules sont séparées d'une surface liquide et passent à l'état gazeux. C'est un processus qui absorbe de l'énergie, et par conséquent, il est endothermique. Les molécules proches de la surface du liquide augmentent leur énergie cinétique pour s'évaporer.
Du fait de cette augmentation d'énergie, les forces intermoléculaires de cohésion ou d'attraction entre ces molécules s'affaiblissent et s'échappent de la phase liquide vers la phase gazeuse. Comme il n'y a pas de frontière où les molécules gazeuses tournent pour pénétrer à nouveau dans le liquide, tout cela finit par s'évaporer complètement.
Vidralta, de Wikimedia Commons
Contrairement à l'ébullition, l'évaporation peut se produire à n'importe quelle température avant l'ébullition du liquide. Ce phénomène est alors la raison pour laquelle on peut voir des vapeurs d'eau émanant des forêts qui, au contact de l'air froid, condense des micro gouttes d'eau leur donnant une couleur blanche.
La condensation est un processus inverse qui peut ou non établir un équilibre avec l'évaporation qui se produit dans le liquide.
Il y a des facteurs qui affectent l'évaporation, tels que: la vitesse du processus ou la quantité de molécules qui peuvent s'évaporer d'un liquide; la nature ou le type du liquide; la température à laquelle le liquide est exposé, ou s'il se trouve dans un récipient fermé ou ouvert exposé à l'environnement.
Un autre exemple d'évaporation chimique se produit dans notre corps: lorsque nous transpirons, une partie du liquide contenu dans la sueur s'évapore. L'évaporation de la sueur laisse une sensation de froid dans le corps due au refroidissement par évaporation.
Qu'est-ce que l'évaporation?
Source: Pixabay
Il s'agit de la capacité ou de la propriété des molécules situées à la surface d'un liquide à se transformer en vapeur. D'un point de vue thermodynamique, une absorption d'énergie est nécessaire pour que l'évaporation ait lieu.
L'évaporation est un processus qui se produit dans les molécules situées au niveau de la surface libre du liquide. La condition énergétique des molécules qui composent le liquide est fondamentale pour le passage de l'état liquide à l'état gazeux.
L'énergie cinétique ou énergie qui est le produit du mouvement des particules d'un corps, est maximale à l'état gazeux.
Forces de cohésion
Pour que ces molécules sortent de la phase liquide, elles doivent augmenter leur énergie cinétique afin de pouvoir s'évaporer. Avec l'augmentation de l'énergie cinétique, la force de cohésion des molécules près de la surface du liquide diminue.
La force de cohésion est celle qui exerce une attraction moléculaire, ce qui aide à maintenir les molécules ensemble. L'évaporation nécessite un apport d'énergie fourni par les particules du milieu environnant pour réduire cette force.
Le processus inverse d'évaporation est appelé condensation: les molécules qui sont à l'état gazeux reviennent en phase liquide. Cela se produit lorsque des molécules à l'état gazeux entrent en collision avec la surface du liquide et se retrouvent piégées dans le liquide.
L'évaporation, la viscosité, la tension superficielle, entre autres propriétés chimiques, sont différentes pour chacun des liquides. L'évaporation chimique est un processus qui dépendra du type de liquide parmi d'autres facteurs qui sont détaillés dans la section suivante.
Facteurs impliqués dans l'évaporation chimique
De nombreux facteurs influencent le processus d'évaporation, favorisant ou inhibant ce processus. Il y a le type de liquide, la température, la présence de courants d'air, l'humidité, parmi de nombreux autres facteurs.
La
Chaque type de liquide aura sa propre force de cohésion ou d'attraction qui existe entre les molécules qui le composent. Dans les fluides huileux tels que l'huile, l'évaporation se produit généralement dans une moindre mesure que dans ces liquides aqueux.
Par exemple, dans l'eau, les forces de cohésion sont représentées par les liaisons hydrogène qui s'établissent entre ses molécules. Les atomes H et O qui composent une molécule d'eau sont maintenus ensemble par des liaisons covalentes polaires.
L'oxygène est plus électronégatif que l'hydrogène, ce qui permet à une molécule d'eau de se lier plus facilement à d'autres molécules.
La température
La température est un facteur qui affecte l'énergie cinétique des molécules qui forment les liquides et les gaz. Il y a une énergie cinétique minimale requise pour que les molécules s'échappent de la surface du liquide.
À basse température, la partie des molécules dans le liquide qui ont suffisamment d'énergie cinétique pour s'évaporer est petite. Autrement dit, à basse température, l'évaporation du liquide sera moindre; et par conséquent, l'évaporation sera plus lente.
Au contraire, l'évaporation augmentera à mesure que la température augmente. Avec l'augmentation de la température, la proportion de molécules dans le liquide qui acquièrent l'énergie cinétique nécessaire pour s'évaporer augmentera également.
Conteneur fermé ou ouvert
L'évaporation chimique sera différente selon que le récipient dans lequel se trouve le liquide est fermé ou ouvert exposé à l'air.
Si le liquide est dans un récipient fermé, les molécules qui s'évaporent retournent rapidement dans le liquide; c'est-à-dire qu'ils se condensent lorsqu'ils entrent en collision avec une limite physique, comme des murs ou un couvercle.
Un équilibre dynamique s'établit dans ce récipient fermé entre le processus d'évaporation que subit le liquide et celui de condensation.
Si le récipient est ouvert, le liquide peut s'évaporer en continu même dans sa totalité en fonction du temps d'exposition à l'air. Dans un conteneur ouvert, il n'est pas possible d'établir un équilibre entre l'évaporation et la condensation.
Lorsque le récipient est ouvert, le liquide est exposé à un environnement qui facilite la diffusion des molécules évaporées. De plus, les courants d'air déplacent les molécules évaporées, les remplaçant par d'autres gaz (principalement de l'azote et de l'oxygène).
Concentration de molécules évaporées
La concentration qui existe dans la phase gazeuse des molécules qui s'évaporent est également déterminante. Ce processus d'évaporation diminuera lorsqu'il y a une concentration élevée de la substance évaporée dans l'air ou l'environnement.
De même, lorsqu'il y a une concentration élevée de différentes substances évaporées dans l'air, le taux d'évaporation de toute autre substance diminue.
Cette concentration de substances évaporées se produit principalement dans les cas où il n'y a pas de recirculation adéquate de l'air.
Pression et surface du liquide
S'il y a moins de pression sur les molécules à la surface du liquide, l'évaporation de ces molécules sera plus favorisée. Plus la surface du liquide exposé à l'air est large, plus l'évaporation sera rapide.
Applications
Le refroidissement par évaporation
Il est déjà clair que seules les molécules liquides qui augmentent leur énergie cinétique changent leur phase liquide en phase gazeuse . Simultanément, dans les molécules du liquide qui ne s'échappent pas, il y a une diminution de l'énergie cinétique avec une diminution de la température.
La température du liquide encore conservé dans cette phase baisse, elle se refroidit; Ce processus est appelé refroidissement par évaporation. Ce phénomène explique pourquoi le liquide sans s'évaporer lorsqu'il se refroidit peut absorber la chaleur de l'environnement qui l'entoure.
Comme mentionné ci-dessus, ce processus nous permet de réguler la température corporelle de notre corps. Ce processus de refroidissement par évaporation est également utilisé pour le refroidissement des environnements grâce à l'utilisation de refroidisseurs par évaporation.
Séchage des matériaux
-L'évaporation au niveau industriel est utilisée pour sécher divers matériaux à base de tissu, papier, bois, entre autres.
-Le processus d'évaporation sert également à séparer les solutés tels que les sels, les minéraux, entre autres solutés des solutions liquides.
-L'évaporation est utilisée pour sécher des objets, des échantillons.
-Permet la récupération de nombreuses substances ou produits chimiques.
Séchage de substances
Ce procédé est essentiel pour le séchage de substances dans un grand nombre de laboratoires biomédicaux et de recherche en général.
Il existe des évaporateurs centrifuges et rotatifs qui sont utilisés pour maximiser l'élimination des solvants de plusieurs substances à la fois. Dans ces appareils ou équipements spéciaux, les échantillons sont concentrés et lentement soumis à un vide pour le processus d'évaporation.
Exemples
-Un exemple d'évaporation chimique se produit dans le corps humain lorsque le processus de transpiration se produit. Lors de la transpiration, la sueur s'évapore, le corps a tendance à se refroidir et la température corporelle diminue.
Ce processus d'évaporation de la sueur et de refroidissement du corps qui en résulte, contribue à la régulation de la température corporelle.
-Le séchage des vêtements est également réalisé grâce au processus d'évaporation de l'eau. Les vêtements sont disposés de manière à ce que le courant d'air déplace les molécules gazeuses et qu'il y ait donc plus d'évaporation. La température ou la chaleur de l'environnement et la pression atmosphérique influencent également ici.
-Dans la production de produits lyophilisés qui sont stockés et vendus secs, tels que le lait en poudre, les médicaments, entre autres, une évaporation se produit également. Cependant, cette évaporation est réalisée sous vide et non en raison d'une augmentation de température.
D'autres exemples.
Références
- Chimie LibreTexts. (20 mai 2018). Évaporation et condensation. Récupéré de: chem.libretexts.org
- Jimenez, V. et Macarulla, J. (1984). Physicochimie physiologique. (6 ta. Ed). Madrid: Interamericana
- Whitten, K., Davis, R., Peck M. et Stanley, G. (2008). Chimie. (8 ava. Ed). CENGAGE Learning: Mexique.
- Wikipédia. (2018). Évaporation. Récupéré de:
- Fennel J. (2018). Qu'est-ce que l'évaporation? - Définition et exemples. Étude. Récupéré de: study.com
- Malesky, Mallory. (16 avril 2018). Exemples d'évaporation et de distillation. Découvrir. Récupéré de: scaimer.com