Los sólidos, como los líquidos, también pueden convertirse en vapor. Sin embargo, debido a que las fuerzas intermoleculares son más fuertes en los sólidos, generalmente no son tan volátiles como los líquidos a la misma temperatura.
El proceso por el cual las moléculas de un sólido pasan directamente al estado de vapor se llama sublimación. El proceso inverso, donde las moléculas del vapor se convierten en sólido, se llama deposición.
En la imagen puede observarse la sublimación del yodo.
Cuando la sublimación y la deposición ocurren a la misma velocidad, hay un equilibrio dinámico entre el sólido y su vapor. El vapor ejerce una presión característica, llamada presión de sublimación. La gráfica que representa la presión de sublimación en función de la temperatura se llama curva de sublimación.
La entalpía de sublimación (ΔHsub) es la cantidad de calor necesaria para convertir un sólido en su vapor. En el punto de sublimación, la sublimación (sólido → vapor) es equivalente a la fusión (sólido → líquido) seguida de la vaporización (líquido → vapor). Esto se refleja en la siguiente relación entre ΔHsub, ΔHfus y ΔHvap en el punto de fusión:
ΔHsub = ΔHfus + ΔHvap
El valor de ΔHsub obtenido mediante la Ecuación anterior puede sustituirse en la ecuación de Clausius-Clapeyron , permitiendo calcular las presiones de sublimación en función de la temperatura.
Dos ejemplos conocidos de sólidos con presiones de sublimación características son el hielo y el hielo seco (dióxido de carbono sólido).
En un clima frío, la nieve puede desaparecer del suelo sin que la temperatura suba por encima de 0 °C. En estas condiciones, la nieve no se funde, se sublima. La presión de sublimación del hielo a 0 °C es de 4,58 mmHg. Esto significa que el hielo sólido tiene una presión de vapor de 4,58 mmHg a 0 °C. Si el aire aún no está saturado de vapor de agua, el hielo se sublimará.
En resumen:
- La sublimación es el cambio de un sólido a vapor sin pasar por el estado líquido.
- La deposición es el cambio de vapor a sólido sin pasar por el estado líquido.
- La presión de sublimación es la presión del vapor de un sólido en equilibrio con su fase sólida.
- La curva de sublimación muestra la relación entre la presión de sublimación y la temperatura.
- La entalpía de sublimación es la energía necesaria para convertir un sólido en vapor.
- La ecuación de Clausius-Clapeyron se puede usar para calcular las presiones de sublimación.
- El hielo y el hielo seco son ejemplos de sólidos con presiones de sublimación características.