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" -> 8

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 .. 2 3 4 5 6 7 < 8 > 9 10 11 12 13 14 .. 126 >> Следующая


При массовой кристаллизации продукт состоит обычно из агрегатов, представляющих незакономерные (случайные) сростки Кристаллов различной ориентации (рис. 20). Образованию таких агрегатов благоприятствует большое пересыщение раствора, слабое его перемешивание и наличие примесей.

8. Изоморфизм

Известен ряд веществ, чаще всего химически однотипных, которые имеют подобную решетку н при кристаллизации из растворов выделяются совместно, образуя объединенные или смешанные кристаллы переменного состава. Такие вещества называются изоморфными, а само явление — изоморфизмом.

Наиболее совершенно изоморфизм проявляется в кристаллах кубической сингоний. Типичными примерами являются кристаллы KCl и KBr или квасцы общей формулой M+M3+(S04)2-• 12H2O1 в которых вместо M+ могут быть подставлены К или NH4, а вместо M3+ — Al, Cr или Fe.

Примерами изоморфных солей могут служить такие соли: КН,Р04, KHoAsO4 и NH4H2PO4; ряд купоросов ZnSO4 •7H2O1 NiSO4 • 7H2O, MgSO4 • 7H2O и др.

Точные измерения показывают, что кристаллы изоморфных веществ не всегда строго одинаковы по форме, а только относительно близки. Так, углекислые соли двухвалентных металлов кристаллизуются в тригональной сингоний в форме ромбоэдров, однако характерные углы ромбоэдра а (рис. 9, ж) для различных веществ этой группы несколько отличаются друг от друга:

Вещества ZnCO3 MgCO3 FeCO3 MnCO3 CdCO3 CaCO3 /а 103° 28' 103° 21' 103° 04' 102° 50' 102° 30' 101° 55'

Не все вещества с одинаковой кристаллографической формой и химически сходные между собой способны образовывать смешанные кристаллы. Для этого необходимо, чтобы они имели близкие по величине параметры кристаллических решеток. В частности, было показано [26], что радиусы соответствующих ионов (или атомов) должны быть равны друг другу или отличаться не более чем на 15%. Так, в приведенном выше примере типичных изоморфных солей KCl и KBr радиус иона Cl" равен 181 пм (1,81 А), а радиус иона Br- равен 196 пм (1,96 А), разница между ними составляет всего лишь 8,3%. В то же время химически однотипные вещества NaCl и LiCl, кристаллические решетки которых имеют одинаковую структуру, не образуют смешанных кристаллов, а следовательно, и не являются изоморфными вследствие большого различия в ионных радиусах Na+ = 98 пм (0,98A) и Li+-78 пм (0,78А).

При наличии в растворе изоморфных солей, даже при очень малой концентрации одной из них, другая соль не может быть получена в чистом виде, так как ионы (атомы или молекулы) первой соли, проникая в кристаллическую решетку другой, будут загрязнять ее, образуя смешанные кристаллы. В этом случае задача выделения солей в чистом виде чрезвычайно осложняется, поэтому явления изоморфизма заслуживают особого рассмотрения.

Если изоморфные вещества образуют смешанные кристаллы любого переменного состава, то говорят о совершенном изоморфизме. Если же они дают кристаллы переменного состава в ограниченной области, то говорят о несовершенном изоморфизме. Часто бывает трудно провести границу между двумя этими понятиями. Например, NaCl и KCl при высоких температурах образуют непрерывный ряд смешанных кристаллов и могут быть отнесены, таким образом, к веществам с совершенным изоморфизмом. При комнатной же температуре эти соли вообще не дают смешанных кристаллов.

В процессе образования смешанных кристаллов приходится встречаться также с явлением изоднморфизма (называемым иногда «принудительный изоморфизм»), которое состоит в том, что смешанные кристаллы образуют вещества, отличающиеся симметрией кристаллических решеток и по химическому составу.

Явление изодиморфизма можно проиллюстрировать на примере сульфатов двухвалентных металлов типа купоросов. Все эти соли в безводном состоянии имеют одинаковые химические формулы и близкие радиусы ионов, но могут кристаллизоваться с различным числом молекул воды и имеют различные типы кристаллических решеток. Так, сульфат железа FeSO4 • 7H2O в интервале от —10,8 до +56,6°С кристаллизуется в моноклинной системе. В этой же системе кристаллизуется и сульфат марганца MnSOWH2O, однако только до +8,8° С, выше этой температуры выделяется пятиводный кристаллогидрат MnSO4 • 5H2O триклинной системы. При 0°С обе соли изоморфны и образуют непрерывный ряд смешанных кристаллов, а при 20°С эти соли проявляют изодиморфные свойства, т. е. если в растворе основным компонентом является сульфат железа, то при кристаллизации выделяются смешанные кристаллы FeSO4 •7H2O-K ^K(MnSO4 • 7H2O) моноклинной системы; если же в растворе находится главным образом сульфат марганца, то образуются смешанные кристаллы MnSO4• 5H2O+(FeSO4• 5H2O) триклинной системы.

Примером изодиморфных солей могут служить сульфат меди CuSO4 • 5H2O (триклинной системы) и сульфат железа FeSO4•7H2O (моноклинной системы), а также хлориды бария BaCl2•2H2O (моноклинной системы) и свинца PbCl2 (ромбической системы).

Таким обоазом, изодиморфизм заключается в своего рода приспособлении структуры примеси к структуре основного вещества при образовании смешанных кристаллов, если стабильные структуры обеих солей различны, но каждая из этих солей имеет еще структуру, неустойчивую для данной температуры, но сходную со стабильной структурой второй соли. При изодимор-физме в процессе образования объединенных кристаллов обычно наблюдается ограниченная смешиваемость компонентов.
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 7 < 8 > 9 10 11 12 13 14 .. 126 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама