En este momento estás viendo ¿Qué es la Sublimación Inversa?

¿Alguna vez te has preguntado cómo ciertos materiales pasan directamente de un estado gaseoso a uno sólido, sin convertirse en líquido?

Este fascinante fenómeno se llama sublimación inversa, también conocida como sublimación regresiva, deposición o desublimación.

Se trata del proceso opuesto a la sublimación progresiva, y juega un papel crucial en diversos campos de la ciencia y la industria. En este artículo, exploraremos cómo funciona este proceso y por qué es tan importante.

¿Qué es sublimación inversa o regresiva?

La sublimación inversa, también conocida como sublimación regresiva, es un proceso termodinámico de cambio de estado. En términos simples, se trata del paso directo de una sustancia de su fase gaseosa a la fase sólida, sin pasar por la fase líquida intermedia.

Este fenómeno es exotérmico, lo que significa que libera calor, y ocurre a temperaturas y presiones inferiores al punto triple de la sustancia, como se muestra en un diagrama de fases.

Pero, ¿dónde podemos observar la sublimación inversa en la vida cotidiana? Un ejemplo común es la formación de escarcha en el suelo durante una mañana fría.

Otro ejemplo es el hollín que se acumula en las paredes de las chimeneas debido a la combustión de materiales. Estos son claros casos de cómo la sublimación inversa influye en nuestro entorno.

 

Ejemplos de sublimación inversa

Chimenea con partículas de hollín
El interior de una chimenea con depósitos de hollín

La sublimación inversa es un fenómeno que podemos observar en diversas situaciones cotidianas y en entornos más extremos. A continuación, te presentamos algunos ejemplos fascinantes:

Cristalización por formación de escarcha

Imagina una mañana fría de invierno. Las hojas de los árboles están tan frías que el vapor de agua en el aire pierde suficiente energía y se convierte directamente en cristales de hielo.

Este proceso ocurre cuando el vapor de agua sobre enfriado entra en contacto con la superficie fría de la hoja y se transforma en escarcha sin pasar por el estado líquido.

Es un claro ejemplo de cómo la sublimación inversa se manifiesta en la naturaleza, creando hermosos paisajes invernales.

Deposición en chimeneas

Otro ejemplo de sublimación inversa, como mencionamos, lo encontramos en nuestros propios hogares. En las chimeneas, el hollín que se acumula en las paredes es el resultado de la sublimación inversa.

Las partículas calientes del humo, en estado gaseoso, ascienden desde el fuego y, al entrar en contacto con las frías paredes de la chimenea, se enfrían y se transforman directamente en sólido, formando el hollín.

Este proceso no solo ensucia las chimeneas (lamentablemente), sino que también ilustra cómo la sublimación inversa puede ocurrir en nuestro entorno cotidiano.

Formación de planetas en el espacio

La sublimación inversa también juagaría un papel crucial en el cosmos. De hecho, se cree que la formación de planetas es resultado de este proceso.

Las sustancias gaseosas en el ambiente espacial se transforman directamente en sólidos, contribuyendo a la creación de cuerpos celestes.

Este fenómeno mostraría la importancia de la sublimación inversa en la formación de nuestro universo y cómo influye en la estructura de los planetas.

¿Cómo se produce la sublimación inversa? 

sublimación regresiva

La sublimación inversa, también conocida como sublimación regresiva, es un proceso exotérmico, donde una sustancia pasa directamente de su fase gaseosa a la fase sólida, liberando energía en forma de calor al ambiente.

Este fenómeno ocurre cuando el gas se enfría al entrar en contacto con una superficie gélida, transformándose en un sólido.

La energía liberada durante este proceso, llamada entalpía de sublimación, se puede calcular sumando la entalpía de fusión y la entalpía de vaporización.

Para que la sublimación inversa tenga lugar, es esencial eliminar la energía térmica del gas, facilitando así su cambio de estado.

Factores que facilitan la sublimación inversa

La facilidad con la que una sustancia experimenta la sublimación inversa depende de su punto triple, que es la temperatura y presión a la cual coexisten las fases sólida, líquida y gaseosa de la sustancia.

Si la presión en el punto triple es muy alta, resulta difícil obtener la sustancia en estado líquido, favoreciendo la transición directa del gas al sólido.

Condiciones para la deposición

La sublimación inversa puede ocurrir bajo diversas condiciones:

  • Superficie gélida: Si la superficie que entra en contacto con el gas tiene una temperatura inferior al punto de congelación, el gas se solidificará al instante.
  • Gas sobre enfriado: Cuando el gas está enfriado más allá de su punto de condensación, cualquier contacto con una superficie puede provocar su solidificación directa.
  • Gas cálido y superficie fría: Incluso si el gas está cálido, la sublimación inversa puede ocurrir, si la superficie es suficientemente fría para inducir el cambio de estado.
  • Deposición química: En algunos casos, el área de contacto no necesita ser extremadamente fría. Puede ocurrir un proceso de deposición química donde el gas se convierte en sólido al tocar la superficie.
  • Alta concentración de gas: En áreas confinadas con alta concentración de gas, las moléculas están más cerca unas de otras, facilitando la transición directa de gas a sólido al perder energía térmica.

Contexto de la sublimación regresiva

Para entender mejor la sublimación regresiva, es útil conocer las diferentes transiciones de estado que pueden ocurrir en la materia:

cambios de estado de las sustancias

La materia se transforma bajo la influencia del calor, el frío y la presión. Cada uno de estos procesos tiene un nombre específico, como se muestra en el gráfico.

Existen dos tipos principales de transiciones: cambios de estado progresivos y regresivos.

Cambios de estado progresivos:

Estos cambios ocurren cuando la sustancia absorbe calor y se requiere energía para la transformación:

Sublimación progresiva: Es el paso de una sustancia del estado sólido al gaseoso sin pasar por el líquido.
Fusión: Es la transformación de una sustancia de sólido a líquido al calentarse. La temperatura a la que ocurre este cambio se llama punto de fusión.
Evaporación: Es la transición gradual de una sustancia de líquido a gas.

Cambios de estado regresivos:

Estos cambios de fase ocurren cuando la sustancia se enfría y libera energía en el proceso:

Sublimación regresiva: Como mencionamos, es la transición directa de un gas a un sólido.
Solidificación: Es el cambio de una sustancia de líquido a sólido, que ocurre en el punto de congelación.
Condensación: Es el cambio de estado de una sustancia de gas a líquido, lo contrario de la evaporación, y ocurre en el punto de condensación.