Sublimación
La sublimación es el cambio de estado en que un sólido pasa directamente a gas sin fundirse, como el hielo seco o el yodo.
La sublimación es el cambio de estado en el que una sustancia pasa directamente del estado sólido al gaseoso sin transformarse antes en líquido. Es lo que ocurre con el hielo seco (CO₂ sólido), la naftalina o el yodo, y se aprovecha tanto en el laboratorio, para purificar sustancias, como en la industria, para conservar alimentos mediante liofilización.
¿Qué es la sublimación?
Es un cambio de fase endotérmico: el sólido absorbe calor y sus partículas ganan la energía suficiente para escapar de la red cristalina y pasar al estado gaseoso (véanse los estados de agregación de la materia). Procede del latín sublimare, «elevar». El proceso inverso, de gas a sólido directamente, se llama deposición o sublimación inversa.
¿Por qué ocurre?
Todo sólido tiene una cierta presión de vapor, y la sublimación se produce cuando esta supera a la presión ambiental sin que el sólido llegue a fundirse. Está relacionada con el punto triple, la combinación de presión y temperatura en la que coexisten sólido, líquido y gas. Si la presión es inferior a la del punto triple, la sustancia sublima en lugar de fundirse.
Para el agua, el punto triple está en 0,01 °C y 611,7 Pa (unos 0,006 atm). Por eso el hielo puede sublimar en ambientes muy fríos y secos, de baja presión. En cambio, el dióxido de carbono tiene su punto triple a 5,1 atm, de modo que a presión atmosférica normal solo puede sublimar: a −78,5 °C pasa de sólido a gas.
Ejemplos de sublimación
| Sustancia | Observación |
|---|---|
| Hielo seco (CO₂ sólido) | A −78,5 °C y 1 atm sublima; produce niebla al condensar el vapor de agua del aire |
| Yodo (I₂) | Al calentarlo suavemente emite vapores violetas; se recristaliza en superficies frías |
| Naftalina | Pierde masa lentamente a temperatura ambiente, dejando su olor característico |
| Hielo y nieve en alta montaña | Con aire seco, viento y radiación solar, parte pasa directamente a vapor |
| Cafeína y alcanfor | Sublimables con calor moderado; se purifican por este método |
| Ambientadores sólidos y antipolillas | Liberan vapores de forma gradual |
Aplicaciones
- Purificación: separa un sólido sublimable de impurezas no volátiles, un método de separación de mezclas (véase métodos de separación).
- Liofilización: el alimento se congela y se somete al vacío; el hielo sublima y deja un producto seco que conserva sabor y nutrientes. Se usa en café soluble, frutas y medicamentos.
- Refrigeración: el hielo seco enfría sin dejar líquido, útil para transportar alimentos y vacunas.
- Efectos escénicos: la niebla de espectáculos se logra con hielo seco.
- Estampación por sublimación: tintas especiales pasan a vapor con calor y se fijan en tejidos sintéticos o superficies recubiertas.
- Deposición de capas finas en la industria de los semiconductores.
Sublimación frente a otros cambios de estado
Los cambios de fase son la fusión (sólido a líquido), la solidificación, la vaporización y la condensación (gas a líquido), además de la sublimación y la deposición. El calor de sublimación equivale aproximadamente a la suma de los de fusión y vaporización, ya que el sólido debe vencer ambas barreras de golpe. Son cambios físicos, y no alteran la composición de la sustancia (véase cambio físico).
Ejercicios resueltos
1. Calcula la entalpía de sublimación del hielo a 0 °C si ΔHfus = 6,01 kJ/mol y ΔHvap = 45,05 kJ/mol.
ΔHsub = ΔHfus + ΔHvap = 6,01 + 45,05 = 51,06 kJ/mol.
2. ¿Cuánto calor absorbe 100 g de hielo seco al sublimar? (ΔHsub = 25,2 kJ/mol; M del CO₂ = 44,01 g/mol)
Moles: 100 / 44,01 = 2,27 mol. Calor: 2,27 · 25,2 = 57,3 kJ. Resultado: ≈ 57 kJ.
3. ¿Qué volumen de CO₂ gaseoso, en condiciones normales (0 °C y 1 atm; 22,4 L/mol), genera la sublimación de 1 kg de hielo seco?
Moles: 1000 / 44,01 = 22,7 mol. Volumen: 22,7 · 22,4 = 509 L. Resultado: ≈ 509 L, unos 0,5 m³.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la sublimación en química?
Es el paso directo de sólido a gas, sin fundirse. Requiere absorber calor y ocurre cuando la presión de vapor del sólido supera la presión ambiental por debajo del punto triple.
¿Cómo se llama el proceso inverso a la sublimación?
Deposición o sublimación inversa (también llamada sublimación regresiva): un gas se transforma en sólido directamente, como la escarcha que se forma en un cristal frío.
¿Por qué el hielo seco no se derrite?
Porque a presión atmosférica el CO₂ no puede existir como líquido; su punto triple está a 5,1 atm. Por eso solo sublima, desde −78,5 °C.
¿La sublimación es un cambio físico o químico?
Es un cambio físico, porque no cambia la composición de la sustancia: el CO₂ sólido y el gaseoso son el mismo compuesto.
¿La sublimación del hielo ocurre en un congelador?
Sí. Con el tiempo, los alimentos congelados sin protección pierden agua por sublimación, y de ahí las quemaduras por congelación.
Referencias
- Atkins, P., y de Paula, J. Química física. Editorial Médica Panamericana.
- Chang, R., y Goldsby, K. Química. McGraw-Hill.
- Brown, T. L. et al. Química. La ciencia central. Pearson.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2025). «Sublimación». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/quimica/sublimacion/
