Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Промышленные производства -> Матусевич Л.Н. -> "Кристаллизация из растворов в химической промышленности" -> 21

Кристаллизация из растворов в химической промышленности - Матусевич Л.Н.

Матусевич Л.Н. Кристаллизация из растворов в химической промышленности — М. «Химия», 1968. — 304 c.
Скачать (прямая ссылка): kristallizatia-rastvorov.djvu
Предыдущая << 1 .. 15 16 17 18 19 20 < 21 > 22 23 24 25 26 27 .. 126 >> Следующая


Фольмер в своих работах не рассматривает механизм образования зародышей. Эта часть его теории была разработана

И. Н. Странскнм [35] и Р. Каишевым [36], предложившими моле-кулярно-кинетическую теорию образования кристаллических зародышей. В ее основу положено представление Гиббса о скачкообразном росте кристаллов в отличие от роста изотропных капель. По мнению авторов, процесс образования центра кристаллизации проходит три ступени. Вначале будущему зародышу энергетически «выгоднее» расти как «одномерному» — в виде цепочки, затем он растет как «двухмерный» — в виде пластины, после чего, достигнув определенной величины, становится «трехмерным», т. е. объемным.

Вычисляя работу элементарных процессов присоединения и отрыва строительных частиц, Странский и Каншев приходят к следующему выражению для скорости образования трехмерных зародышей: . А .3 А

[=К'г\аіе"ІЇ) .Є"^ (10)

где A2 и A3 — работа образования соответственно двухмерного и трехмерного зародышей; а3 — длина ребра куба зародыша. Уравнение (10) выведено для кристаллов с простой кубической решеткой, образующихся из пересыщенного пара, однако оно, по мнению авторов, применимо и для всех других случаев образования кристаллических зародышей.

Нетрудно заметить, что уравнение (10) отличается от урав-

нения Фольмера (7) дополнительными множителями: е kT и а\, первый из которых учитывает вероятность образования двухмерных зародышей. Появление этого множителя связано с тем, что возникающая новая фаза обладает определенной структурой, поэтому для роста зародыша недостаточно только попадания ионов (или молекул) на его поверхность, необходимо также образование этой структуры. Множитель а\ указывает, что вероятность образования двухмерного зародыша на одной из граней трехмерного пропорциональна площади, служащей подкладкой для двухмерного зародыша.

К сожалению, непосредственная экспериментальная проверка теории Фольмера — Странского очень затруднительна, хотя бы потому, что оба уравнения содержат неопределимые пока величины (К, К', а и др.).

Анализируя уравнение Фольмера, М. Л. Чепелевецкий [20] сделал заключение, что оно должно включать вязкость раствора ц. и может быть преобразовано следующим образом:

Физический смысл величины д, появившейся в экспоненциальном члене уравнения, по мнению автора, заключается в

том, что вязкость среды препятствует выравниванию концентрации в непосредственной близости к образовавшемуся зародышу и в общей массе раствора. Наличие такой разности в концентрациях связано с образованием зародыша, что приводит к уменьшению концентрации вещества в зоне, окружающей зародыш. В результате этого как бы увеличивается требуемый размер равновесных зародышей и уменьшается скорость их образования.

Я. И. Френкель в своих работах [23, 25] также пришел к выводу о необходимости включения вязкости в уравнение кинетики образования зародышей. Однако он объясняет это не скоростью выравнивания концентрации, а необходимостью учета влияния отрыва молекул вещества от маточной фазы. Френкель предлагает следующее уравнение для скорости образования зародышей: у а

1 = К"е~~*т .е~~*т

где U — энергия активации, зависящая от вязкости растворителя ц или коэффициента диффузии D.

Влияние вязкости на кинетику образования зародышей при кристаллизации переохлажденных жидкостей и расплавов хорошо подтверждается рядом экспериментальных работ [37, 38] и достаточно теоретически обосновано, поскольку увеличение, например, вязкости расплава действительно должно затруднять обмен молекулами между маточной фазой и возникающим зародышем. Влияние же вязкости при кристаллизации из пересыщенных растворов выяснено еще недостаточно.

Возвращаясь к механизму образования кристаллического зародыша, необходимо указать, что наибольшее признание получили взгляды Странского и Каишева, которые рассматривают этот процесс как последовательные этапы присоединения к двум ионам (или молекулам) третьего, затем четвертого и т. д. вплоть до образования зародыша критического размера.

Френкель [25] исходит.из этого же механизма образования зародышей, однако считает, что возникновение трехмерного зародыша происходит без правильного наслаивания, а примерно так же, как образование равновесной капли из пересыщенного пара. При этом он ссылается на предположения Оствальда, что, например, при сублимации молекулы пересыщенного пара сначала конденсируются в капли, а уже затем кристаллизуются. Эта точка зрения позднее была принята и другими авторами [39, 40] и получила убедительное экспериментальное подтверждение [41, 42].

П. В. Грушевицкий [43], принимая схему образования зародышей по ступеням от одномерных через двухмерные и трехмерные, считает возможным такие пути процесса, при которых одномерные зародыши могут соединяться между собой

в двухмерные, а затем в результате столкновения этих образований непосредственно объединяться в трехмерные.

Наконец, существуют высказывания [2], что образование зародыша должно происходить путем одновременного столкновения такого количества элементарных частиц, обладающих пониженной кинетической энергией, которого будет достаточно для образования кристалла критического размера. Такое предположение маловероятно, поскольку соответствующие расчеты показывают [5, 44], что для образования такого зародыша необходимо объединение нескольких десятков и даже сотен тысяч частиц.
Предыдущая << 1 .. 15 16 17 18 19 20 < 21 > 22 23 24 25 26 27 .. 126 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама