Walaupun jarang orang sadari, namun menyublim adalah salah satu perubahan wujud yang ada dalam kehidupan sehari-hari. Namun, perubahan ini memang cukup sulit manusia perhatikan dengan mata telanjang. Berbeda dengan proses perubahan lainnya yang bisa Anda amati dengan mudah.
Hanya saja, tahukah Anda bagaimana proses perubahan wujud ini terjadi? Apakah dalam kehidupan sehari-hari Anda pernah menerapkannya? Penasaran? Yuk, simak artikel ini untuk tahu seluk beluk dan pengaplikasiannya dalam kehidupan sehari-hari!
Daftar ISI
Apa itu Menyublim?
Pada dasarnya, menyublim adalah perubahan fisika atau proses perubahan benda padat menjadi gas atau uap. Berbeda dengan proses uap yang melalui tahapan cair, penyubliman tidak melewati tahapan cair sama sekali.
Biasanya, proses ini terpicu karena adanya pemanasan atau perubahan suhu yang mempengaruhi perubahan bentuk terjadi. Faktor lingkungan yang tertutup atau suhu dalam ruangan penyimpanan juga bisa jadi pemicu perubahan wujud satu ini.
Bagaimana Proses Benda Menyublim?
Sebenarnya, menyublim adalah proses yang tidak terjadi kepada semua jenis benda padat. Karena ada beberapa karakteristik padatan yang harus melalui proses pencairan sebelum berubah menjadi gas. Dalam prosesnya, perubahan suhu menjadi faktor terbesar yang mempengaruhi pergerakan molekul menjadi lebih cepat.
Setiap benda padat memiliki jarak molekul yang saling berdekatan dan memiliki gaya tarik satu sama lain. Tergantung dari padatan zat yang akan berubah, setiap benda memiliki titik sublimasi yang berbeda-beda. Jadi, karena setiap benda padat memiliki titik sublimasi yang berbeda, pemaksaan proses sangat mungkin terjadi.
Dari suhu inilah partikel yang bergerak lebih cepat akan mulai melepaskan diri satu sama lain. Kemudian secara cepat akan memisahkan diri menjadi partikel gas. Pelepasan partikel inilah yang menjadi proses perubahan wujud padat menjadi gas atau menyublim.
Karena panas menjadi faktor perubahan utamanya, maka dibutuhkan temperatur yang stabil. Sebab, jika suhu atau energi panas menurun, maka dapat memicu kondensasi gas. Seperti halnya benda padat yang memiliki titik sublimasi, tiap partikel gas juga memiliki titik kondensasinya sendiri.
Faktor yang Mempengaruhi Sublimasi
Dalam prosesnya, kini Anda tahu setiap benda padat memiliki waktu dan titik sublim yang berbeda. Hal tersebut sebenarnya terjadi karena terpengaruh pada beberapa faktor, seperti:
1. Suhu atau Energi Panas
Faktor pertama yang paling mempengaruhi proses sublimasi pada sebuah benda adalah suhu atau energi panas. Ini menjadi faktor utama yang merangsang proses perubahan wujud terjadi. Semakin tinggi suhu, semakin cepat sublimasi terjadi. Namun, perlu Anda ingat bahwa setiap zat memiliki suhu titik sublimasinya sendiri.
2. Ukuran dan Jarak Antar Partikel
Menyublim adalah proses yang dapat terpengaruh oleh ukuran dan jarak antar partikel pada setiap benada. Partikel yang lebih kecil memiliki luas permukaan yang lebih besar, sehingga meningkatkan laju sublimasi. Permukaan yang lebih besar memberikan ruang lebih banyak bagi partikel padat untuk berubah menjadi gas.
3. Kelembaban Lingkungan
Tingkat kelembaban dalam lingkungan sedikit banyak juga akan mempengaruhi sublimasi. Kelembaban yang tinggi dapat menghalangi proses sublimasi karena adanya molekul air yang mengisi ruang di sekitar zat padat. Hal tersebut akan menghalangi partikel-partikel padat untuk berubah menjadi gas.
4. Tekanan
Faktor lainnya yang mempengaruhi proses menyublim adalah tekanan. Tekanan memainkan peran dalam sublimasi, meskipun pengaruhnya lebih kecil daripada suhu. Penurunan tekanan dapat mempercepat proses sublimasi, sementara peningkatan tekanan cenderung menghambatnya.Â
5. Sirkulasi Udara
Aliran udara yang cukup akan membantu proses sublimasi lebih cepat. Karena, aliran udara dapat membentuk partikel memisahkan diri dari permukaan benda padat. Inilah yang membuat kemungkinan perubahan di ruang terbuka dan tertutup akan sangat berbeda.
Tujuan Sublimasi
Ternyata, pemanfaatan perubahan wujud ini memiliki berbagai tujuan, seperti halnya:
1. Pemurnian Zat
Tujuan pertama dari pemanfaatan proses sublimasi adalah digunakan untuk memurnikan zat dengan cara menghilangkan kotoran atau impurities yang terdapat dalam zat padat. Sayangnya, tak semua zat padat dapat mengalami pemurnian dengan sublimasi, sehingga harus ada pemilihan zat dan penelitian mendalam.
Biasanya, zat padat akan dihaluskan atau digiling terlebih dahulu, lalu akan dipanaskan untuk proses pemurnian. Dalam proses ini, zat padat yang mengalami sublimasi akan meninggalkan kotoran atau impuritas yang tidak dapat menguap. Kemudian, gas akan dikondensasi dan menghasilkan padatan yang telah dimurnikan.
2. Pemisahan Komponen
Tujuan lain dari proses menyublim adalah pemisahan komponen. Beberapa benda yang menyublim juga akan memisahkan komponen berbeda yang terkandung dalam campuran padat. Umumnya, tiap jenis partikel dan zat memiliki titik lebur dan titik sublimasi berbeda, dari hal inilah ide pemisahan komponen muncul.
Jika salah satu komponen dalam campuran padat mengalami sublimasi, sedangkan komponen lainnya tidak. Maka, proses sublimasi dapat digunakan untuk memisahkan kedua komponen tersebut. Prosesnya hampir sama dengan proses pemurnian padatan.
3. Pembuatan Zat dalam Bentuk Gas
Proses sublimasi juga dapat Anda gunakan untuk menciptakan zat tertentu dalam bentuk gas. Dalam beberapa pengaplikasian, khususnya untuk laboratorium dan kebutuhan industri beberapa zat gas dibutuhkan.
4. Kebutuhan Industri dan Ilmiah
Menyublim adalah proses yang menjadi bantuan pengaplikasian proses tertentu pada industri dan penelitian ilmiah. Contohnya termasuk penggunaan sublimasi dalam sintesis zat kimia, pemurnian bahan kimia, produksi bahan kimia, analisis laboratorium, produksi farmasi, dan banyak lagi.
Dalam kebutuhan industri, biasanya perubahan wujud ini dimanfaatkan dalam berbagai proses produksi untuk keperluan tertentu. Sedangkan pada penelitian, biasanya digunakan untuk pengujian terhadap keberadaan zat tertentu dalam sampel analisa.
5. Menciptakan Efek Visual dan Estetika
Tujuan lain dari pemanfaatan perubahan benda padat tertentu adalah untuk menciptakan efek visual dan estetika dalam berbagai konteks tertentu. Khususnya seperti dalam bidang pertunjukan seni, kembang api, produksi efek panggung, dan sebagainya.
Proses sublimasi pada senyawa-senyawa tertentu dapat menghasilkan perubahan warna dan efek visual menarik. Seperti pembuatan awan pada aksi panggung seorang diva yang memanfaatkan dry ice.
6. Pengatur Kelembapan dan Menghilangkan Bau
Beberapa bahan pengering, seperti kapur barus atau bola naftalena juga bekerja dengan memanfaatkan sublimasi. Zat padat tersebut memanfaatkan sublimasi pada suhu ruangan dan mengeluarkan gas yang dapat menyerap kelembaban atau menghilangkan bau yang tidak diinginkan di lingkungan sekitarnya.
7. Pemanfaatan Energi
Proses sublimasi juga dapat dimanfaatkan dalam aplikasi pengadaan energi baru terbarukan. Mungkin banyak yang tidak tahu bahwa dalam beberapa teknologi PLTA dan geotermal, proses sublimasi terlibat di dalamnya.
8. Pengaplikasian dalam Dunia Farmasi
Selain untuk keperluan pemurnian dan laboratorium, menyublim adalah proses yang juga banyak digunakan dalam produksi farmasi. Khususnya untuk pemisahan atau pengeringan zat-zat tertentu. Hal tersebut penting untuk memastikan keberlanjutan kualitas pada produk farmasi yang akan dibuat.
Metode Sublimasi
Dalam beberapa pemanfaatannya, proses perubahan ini memiliki beberapa metode yang biasa digunakan. Berikut adalah penjelasan dari beberapa metode tersebut:
1. Sublimasi Alami
Metode sublimasi pertama adalah proses benda padat yang berubah secara natural. Secara teori, hal ini terjadi karena adanya sangkut paut alam. Walaupun tetap ada trigger energi atau peningkatan suhu panas, namun proses terjadinya tetap secara alami.
Lingkungan suhu ekstrim seperti pada gunung berapi aktif, merupakan salah satu lingkungan yang berpotensi menyublimasi benda-benda padat di sekitarnya. Seperti halnya kepulan asap yang terjadi akibat sublimasi batuan alam sekitar kawah gunung merapi.
2. Sublimasi Langsung
Selanjutnya juga melibatkan pemanasan zat padat secara langsung tanpa menggunakan wadah khusus. Zat padat bisa Anda tempatkan di atas permukaan pemanas yang cukup panas sehingga zat padat langsung berubah menjadi gas.
Teknik yang paling mendekati adalah peleburan logam saat pemurnian yang melibatkan pemanasan langsung pada logam tersebut. Namun, dalam peleburan hanya sebagian padatan yang menyublim. Karena suhu terlalu tinggi akan membuat benda padat melebur menjadi cairan logam panas.
3. Sublimasi dengan Wadah Tertutup
Metode selanjutnya dari menyublim adalah menggunakan wadah tertutup. Umumnya, wadah akan memiliki lubang atau saluran kecil yang memungkinkan gas hasil sublimasi keluar secara terkontrol. Proses ini biasanya digunakan untuk membantu mengumpulkan gas hasil sublimasi dan mencegah kehilangan zat padat berlebih.
4. Sublimasi dengan Wadah Terbuka
Jika ada yang menggunakan wadah terbuka, tentunya ada juga sublimasi yang melibatkan penempatan dalam wadah tertutup. Ini merupakan metode yang melibatkan penempatan zat padat di dalam wadah terbuka yang tahan panas.
Wadah tersebut akan menjadi perantara panas. Biasanya, akan terbuat dari bahan yang dapat menahan suhu tinggi dan memungkinkan gas hasil sublimasi keluar secara bebas.
Umumnya, Anda harus menyiapkan zat padat, wadah terbuka (tentunya titik lebuh harus lebih tinggi dari bahan uji), material, dan mesin pembakaran ekstrim. Ketika suhu berada pada titik sublimasi, gas akan menguap ke udara. Namun, karena berpotensi merusak lingkungan, cara ini cukup jarang dijumpai.
5. Sublimasi dengan Menggunakan Sublimator
Pada dasarnya, sublimator merupakan alat yang dirancang khusus untuk memfasilitasi proses sublimasi dengan sempurna. Alat ini memiliki ruang terpisah untuk zat padat dan gas hasil sublimasi. Sublimator juga dapat membantu mengontrol suhu dan tekanan selama proses sublimasi dengan lebih mudah dan efisien.
Contoh Peristiwa Menyublim dalam Kehidupan
Dalam kehidupan sehari-hari, Anda pasti sudah pernah bersinggungan secara langsung dan tidak langsung dengan perubahan fisika satu ini. Namun, Anda mungkin tidak menyadarinya selama ini. Berikut adalah beberapa contoh peristiwanya untuk menambah pengetahuan Anda:
1. Bola Naftalena dan Kapur Barus
Hal yang paling umum dalam proses perubahan wujud padat ke gas adalah pada peristiwa bola naftalena dan kapur barus. Kedua benda padat ini adalah jenis benda yang memiliki titik sublimasi rendah. Proses penyubliman bisa terjadi pada atmosfer udara pada suhu ruangan.
Sebenarnya, kedua benda padat ini memiliki titik sublimasi pada 80 hingga 90 derajat celcius. Namun, pada tekanan atmosfer dan suhu ruang penyubliman masih bisa terjadi. Selain mengeluarkan aroma tertentu yang tidak disukai serangga, padatan ini juga membantu menjaga menyerap kelembaban pada lingkungan sekitar.
2. Pembuatan Kue Kering atau Biskuit
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, bahwa proses pembuatan kue juga memanfaatkan sublimasi. Lewat bantuan pemanggangan dalam oven, air akan menguap sehingga adonan menjadi kering.
Setelah air menghilang dari adonan, pemanasan akan membantu adonan kue kering atau biskuit untuk mencapai tekstur yang kering dan ringan. Hal tersebut bisa terjadi karena ada tekanan dari energi panas konstan. Sehingga membuat partikel dalam adonan terus bergerak dan menciptakan tekstur yang diinginkan.
3. Dry Ice
Secara teori, dry ice adalah salah satu benda yang memanfaatkan proses menyublim. Proses tersebut bisa terjadi karena kandungan CO2 pada benda ini tidak mencair ketika ada pemanasan dan memisahkan diri menjadi gas.
Benda ini terbentuk pada suhu yang sangat rendah, yakni mencapai -78,5 derajat celcius. Saat dry ice Anda letakkan pada suhu ruang, benda ini akan melompati fase cair dan langsung melepaskan ikatan menjadi gas. Suhu yang dingin biasanya efektif dalam pengiriman produk frozen dan efek awan dalam pertunjukan.
4. Mesin Penghangat Ruang yang Menghilangkan Embun Kaca
Peristiwa selanjutnya yang bisa Anda temukan adalah saat Anda menggunakan penghangat ruangan hingga embun pada kaca akan berlangsung menghilang. Embun sendiri sebenarnya adalah hasil kondensasi pada uap air yang menjadi embun dan menempel pada kaca.
Dengan meningkatnya suhu ruang atau pengarahan daya panas pada kaca, proses sublimasi akan berjalan lebih cepat sekaligus menguapkan kembali uap air yang terkondensasi. Sehingga embun dalam kaca akan menghilang secara berangsur-angsur.
5. Proses Menyublim pada Yodium
Sebenarnya, pada peristiwa yodium yang berubah menjadi gas tanpa fase cair terjadi karena yodium memiliki titik lebur rendah, yakni sekitar 113,5 derajat celcius. Hal tersebut membuat yodium yang terkena suhu mengalami perubahan bentuk menjadi gas.
Secara teori, partikel yang ada dalam yodium akan melepaskan ikatan saat mengalami peningkatan suhu. Dalam keperluan laboratorium, peristiwa ini dimanfaatkan untuk pengujian amilum dalam larutan reaksi sublimasi. Selain itu, yodium juga berguna dalam dunia farmasi pada sintesisasi zat kimia lainnya.
6. Uap Es Batu
Menyublim adalah proses yang juga terjadi pada es batu. Jika Anda perhatikan saat mengeluarkan es batu atau sekedar membuka freezer yang terdapat bunga es, maka akan ada partikel gas berbentuk uap yang sedikit solid. Hal tersebut buka 100 persen terjadi karena penguapan.
Loncatan suhu pada freezer ke suhu ruang akan merangsang sebagian es batu bagian terluar untuk menyublim. Lebih tepatnya, es batu yang menyerap suhu dingin dalam kulkas akan mengalami sublimasi sesaat ketika menyerap suhu ruang!
7. Printer Sublimasi
Dunia teknologi percetakan semakin berkembang dengan kemunculan berbagai teknologi, salah satunya adalah printer berbasis sublimasi. Dalam proses pencetakannya, printer akan menyatukan tinta dan kain dengan memanfaatkan energi atau suhu panas.
Ini membuat tinta menjadi lebih cepat kering dan membuat proses percetakan juga lebih baik. Pemanfaatan ini juga membuat transfer tinta pada kain jadi lebih baik, sehingga memungkinkan sablon lebih tahan lama. Penggunaannya sering muncul pada sablon kaos polyester, serta pembuatan bendera maupun spanduk.
8. Menghapus Tinta Kering di Papan Tulis
Mungkin banyak yang belum tahu bahwa tinta terdiri dari banyak komponen, termasuk pigmen pewarna, pelarut, dan bahan pengikat. Ketika Anda menggoreskan spidol pada papan tulis, tinta akan mengalami pengeringan. Ini karena pelarut dalam tinta larutan akan menguap dengan cepat.
Tekanan udara akan membantu proses penguapan, kemudian pigmen dan bahan pengikat akan menempel di papan tulis. Ketika tinta mengering tentu akan susah untuk dihapus. Namun, karena adanya gesekan yang menimbulkan panas, tinta kering sebagian akan menyublim dan sebagian terikat pada penghapus.
9. Kembang Api
Tak banyak yang tahu, namun menyublim adalah proses yang juga terjadi pada kembang api. Ketika kembang api mengeluarkan cahaya dan warna tertentu, di sanalah terjadi proses sublimasi.
Pada dasarnya, kembang api terdiri dari berbagai zat kimia dan terkemas dalam sebuah tabung yang bereaksi setelah ada proses pembakaran. Ketika kembang api Anda nyalakan, oksidasi dan bahan reduksi akan saling bereaksi. Nah, pelepasan energi panas akan menyebabkan zat kimia memberi efek cahaya dan warna tersendiri.
10. Padatan Arsenik
Salah satu padatan yang dapat mengalami sublimasi ketika Anda panaskan adalah arsenik. Titik sublimasinya sendiri cukup tinggi, yakni pada suhu 616 derajat celcius. Hal tersebut bisa terjadi karena sebelum mencair pada suhu 817 derajat celcius, padatan arsenik akan berubah menjadi gas tanpa meleleh atau mencair.
Sudah Memahami Apa itu Perubahan Wujud Menyublim?
Dari penjelasan tersebut kini Anda tahu bahwa proses sublimasi ternyata ada disekitar Anda. Intnya, menyublim adalah proses cukup berguna dalam banyak kegiatan, termasuk dalam kehidupan sehari-hari. Namun, karena perubahan dari padat ke bentuk gas, beberapa prosesnya memang tak bisa disadari dengan kasat mata.
