升華（sublimation）指物質(zhì)從固態(tài)不經(jīng)過液態(tài)直接變成氣態(tài)的相變過程。逆過程叫凝華。
簡史
人類對升華現(xiàn)象認識得很早，晉朝（公元4世紀）時葛洪在《抱樸子內(nèi)篇》中即記載有：“取雌黃、雄黃燒下，其中銅鑄以為器復(fù)之……百日此器皆生赤乳，長數(shù)分。”這一段話描述了三硫化二和四硫化四砷的升華現(xiàn)象。明朝李時珍著的《本草綱目》（1596）載有將汞、硫酸鋁鉀、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。十六世紀的煉金術(shù)士和喬治·瑞普利（George Ripley）和十七世紀的煉金術(shù)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(yī)生、礦物學(xué)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，溫度和壓強低于三相點的部分中，有氣相和固相的交界線。凡是從氣相越過這條交界線變?yōu)楣滔嗟倪^程，都是凝華。相反的過程，即從固相越過這條交界線變?yōu)闅庀嗟倪^程，叫升華。大部分物質(zhì)在升華為蒸氣后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后形成另一種結(jié)構(gòu)的固體，比如紅磷在升華之后再凝華就成為白磷了。
升華是吸熱過程，升華所吸收的焓[hán]叫升華焓（enthalpy of sublimation）或升華熱（heat of sublimation）。同一物質(zhì)的升華熱永遠比蒸發(fā)熱的數(shù)值要大。
在一定的大氣壓強下，固體物質(zhì)的蒸氣壓與外壓相等時的溫度，稱為該物質(zhì)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(nèi)部也發(fā)生了升華，作用很劇烈。
實例
生活中的例子
固態(tài)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。
干冰受熱變?yōu)闅鈶B(tài)二氧化碳是升華。
舞臺上看到的霧，就是利用干冰升華吸熱，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(dāng)干燥的風(fēng)吹過山地的雪時，一部分雪會“消失”，“消失”過程沒有液態(tài)水的出現(xiàn)。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(dāng)奇奴克風(fēng)（Chinook winds）從太平洋吹到落基山脈時，風(fēng)的溫度并不低（15 ℃ 左右）卻很干燥（濕度不到 10%），這種風(fēng)吹到山上的雪時，雪升華了，沒有雪水出現(xiàn)。
火星的南極有季節(jié)性的干冰蓋，隨著季節(jié)的變化，干冰蓋的大小和形狀會發(fā)生變化。這種干冰蓋的減小是干冰升華為二氧化碳氣體的過程。
應(yīng)用
升華可以用來冷卻物體。例如，運送需要冷凍的貨物時，加入干冰。由于升華要吸熱，干冰可以使貨物保持低溫。而且干冰不會使貨物結(jié)霜或受潮。
衛(wèi)生球利用了升華來驅(qū)蟲。衛(wèi)生球含，萘是在常溫下就能升華的晶體，升華后的萘蒸氣很容易被和其它害蟲聞到，從而起到驅(qū)蟲的效果。
冷凍干燥法（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，這就是冷凍干燥法。
有機化學(xué)實驗中，升華常被用來提純產(chǎn)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(zhì)的混合物）。要從這種混合物中提純咖啡因，需要使用升華法：把混合物放進陪替式培養(yǎng)皿（Petri dish），用濾紙蓋住培養(yǎng)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），之后加熱培養(yǎng)皿，五分鐘后停止加熱，會看到濾紙上出現(xiàn)白色結(jié)晶，即為純凈的咖啡因。這是由于在加熱過程中，咖啡因升華了，之后在溫度較低的濾紙上凝華成為結(jié)晶。雜質(zhì)沒有升華，所以留在了混合物中。合成二茂鐵的實驗中，粗產(chǎn)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，由于升華與固體蒸氣壓和外壓的相對大小有關(guān)，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(zhì)可以采用真空升華。真空升華還可防止被升華的物質(zhì)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(shù)，即將溫度和壓力維持在升華物質(zhì)的三相點以下，使它在很低的壓力（幾毫米汞柱）下升華，經(jīng)冷凝后捕集在冷阱中而與雜質(zhì)分離。此法操作簡單，產(chǎn)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、等雜質(zhì)從1000 ng/mL降至0.4～2 ng/mL。
概念的誤用
某些銨鹽（如氯化銨）晶體加熱后會直接變?yōu)闅怏w，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(xué)反應(yīng)。
熱升華打印機（dye-sublimation printer）是一種打印機，它有這樣的名字是因為人們曾經(jīng)認為打印顏料在這種打印機里是由固體升華成氣體的。而實際上，在顏料有固體變?yōu)闅怏w的過程中，有液化存在。但是這種打印機仍然保留了這個名字。
參考資料 >