基本介紹
簡史,詳細含義,實例,生活中的例子,自然界的例子,套用,升華方法,常壓升華,常溫升華,真空升華,低溫升華,升華概念的誤用,
簡史
人類對升華現象認識得很早，西晉（公元4世紀）時葛洪在《抱朴子內篇》中即記載有：“取雌黃、雄黃燒下，其中銅鑄以為器復之……百日此器皆生赤乳，長數分。”這一段話描述了三硫化二砷和四硫化四砷的升華現象。明朝李時珍著的《本草綱目》（1596）載有將水銀、白礬、食鹽的混合物加熱升華制輕粉（氯化亞汞）法。
西方對升華的記載要晚一些。十六世紀的鍊金術士和喬治·瑞普利（George Ripley）和十七世紀的鍊金術士巴西爾·瓦倫丁（Basil Valentine）都在自己的著作里抽象地描述了升華的過程。18世紀德國醫生、礦物學家亨克爾在1755年出版的著述中，講到金屬砷，是在密閉的容器中升華砷獲得。
詳細含義
在相圖中，溫度和壓強低於三相點的部分中，有氣相和固相的交界線。凡是從氣相越過這條交界線變為固相的過程，都是凝華。相反的過程，即從固相越過這條交界線變為氣相的過程，叫升華。大部分物質在升華為蒸氣後還能凝華成為和升華前一樣的固體，但是某些固體會在升華又凝華後形成另一種結構的固體，比如紅磷在升華之後再凝華就成為白磷了。
在一定的大氣壓強下，固體物質的蒸氣壓與外壓相等時的溫度，稱為該物質在這個壓強下的升華點。在升華點時，不但在固體表面，而且在其內部也發生了升華，作用很劇烈。
實例
生活中的例子
固態的碘受熱直接變成碘蒸氣的過程是升華。
樟腦丸逐漸變小是升華。
冰受熱直接變成水蒸氣是升華。
燈泡用久了會變黑，是因為燈絲（鎢）受熱而升華，氣體碰到玻璃，遇冷凝華。
乾冰受熱變為氣態二氧化碳是升華。
舞台上看到的霧，就是利用乾冰升華吸熱，使得周圍溫度降低，由空氣中的水蒸氣遇冷液化成的小水滴。
自然界的例子
當乾燥的風吹過山地的雪時，一部分雪會“消失”，“消失”過程沒有液態水的出現。這是因為這些雪升華成水蒸氣了。一個具體的例子是落基山脈（Rocky Mountains）的雪：當奇奴克風（Chinook winds）從太平洋吹到落基山脈時，風的溫度並不低（15 ℃ 左右）卻很乾燥（濕度不到 10%），這種風吹到山上的雪時，雪升華了，沒有雪水出現。
火星的南極有季節性的乾冰蓋，隨著季節的變化，乾冰蓋的大小和形狀會發生變化。這種乾冰蓋的減小是乾冰升華為二氧化碳氣體的過程。
套用
升華可以用來冷卻物體。例如，運送需要冷凍的貨物時，加入乾冰。由於升華要吸熱，乾冰可以使貨物保持低溫。而且乾冰不會使貨物結霜或受潮。
衛生球利用了升華來驅蟲。衛生球含萘，萘是在常溫下就能升華的晶體，升華後的萘蒸氣很容易被蠹和其它害蟲聞到，從而起到驅蟲的效果。
冷凍乾燥法（freeze-drying）是使物品脫水的一種方法。有些物品在有水分的情況下容易腐敗，所以需要脫水。先冷凍物品，再降低氣壓使冰升華，這就是冷凍乾燥法。
有機化學實驗中，升華常被用來提純產物。比如從茶葉中提取咖啡因的實驗中，提取物是粘稠的棕色混合物（咖啡因和多種有機雜質的混合物）。要從這種混合物中提純咖啡因，需用升華法：把混合物放進陪替式培養皿（Petri dish），用濾紙蓋住培養皿，再把盛有水的燒杯壓在濾紙上（為了使濾紙蓋得嚴實，也為了冷卻），之後加熱培養皿，五分鐘後停止加熱，會看到濾紙上出現白色結晶，即為純淨的咖啡因。這是由於在加熱過程中，咖啡因升華了，之後在溫度較低的濾紙上凝華成為結晶。雜質沒有升華，所以留在了混合物中。合成二茂鐵的實驗中，粗產物以類似的方法加熱從而使二茂鐵升華再凝華。
升華方法
常壓升華
在一個標準大氣壓（1.013×10^5 Pa）下固體的升華。
常溫升華
在室溫（25 ℃）下固體的升華。
真空升華
又稱減壓升華，由於升華與固體蒸氣壓和外壓的相對大小有關，降低外壓可以降低升華溫度，在常壓下不能升華或升華很慢的物質可以採用真空升華。真空升華還可防止被升華的物質因溫度過高而分解或在升華時被氧化。金屬鎂和釤、三氯化鈦、苯甲酸、糖精等都可用此法提純。
低溫升華
1976年，J．W．米切爾提出低溫升華技術，即將溫度和壓力維持在升華物質的三相點以下，使它在很低的壓力（幾毫米汞柱）下升華，經冷凝後捕集在冷阱中而與雜質分離。此法操作簡單，產品純度很高，例如很難用一般方法提純成高純試劑的過氧化氫，用此法提純，一次即可將鈷、鉻、銅、鐵、錳、鎳等雜質從1000 ng/mL降至0.4～2 ng/mL。
升華概念的誤用
某些銨鹽（如氯化銨）晶體加熱後會直接變為氣體，這個過程曾被人誤認為是升華，但是實際上是銨鹽分解成了氨氣和另一種氣體（如氯化氫），是化學反應。
熱升華印表機（dye-sublimation printer）是一種印表機，它有這樣的名字是因為人們曾經認為列印顏料在這種印表機里是由固體升華成氣體的。而實際上，在顏料有固體變為氣體的過程中，有液化存在。但是這種印表機仍然保留了這個名字。
