Магнитогидродинамическая обработка - Особенности кристаллизации из концентрированных растворов

Химия - Магнитогидродинамическая обработка - Особенности кристаллизации из концентрированных растворов

01 марта 2011

Оглавление:
1. Магнитогидродинамическая обработка
2. Особенности кристаллизации из концентрированных растворов
3. Проведение экспериментов и основные результаты

Кристаллизация из концентрированных растворов широко распространена в лабораторной и промышленной практике. К концентрированным растворам прибегают всякий раз, когда нужно провести кристаллизацию достаточно быстро. В концентрированных средах все элементарные процессы, сопровождающие кристаллизацию, протекают с такой высокой скоростью, что можно говорить о феномене концентрационного влияния среды на кристаллизацию.

Феномен концентрационного влияния среды – яркое проявление кооперативного взаимодействия молекул кристаллизующегося вещества в растворе. При этом кооперативность взаимодействия оказывается существенной на всех стадиях кристаллизации, а именно, при зарождении и росте кристаллов, при агломерации и созревании кристаллизующейся фазы.

Кооперативность взаимодействия проявляется, в частности, в том, как изменяется масса M выкристаллизовавшегося вещества со временем t в закрытой системе в отсутствие затравки. В настоящее время нет опытных данных, которые противоречили бы представлению о том, что в закрытой системе масса M изменяется со временем по S-образной кривой аналогично цепным процессам. Перешедшие из раствора в кристаллы молекулы кристаллизанта, увеличивая площадь поверхности кристаллов, способствуют переходу последующих молекул; и так до тех пор, пока в растворе не исчерпается вещество, способное перейти в кристаллы. Возрастание площади поверхности доминирует на первом, а исчерпание вещества – на втором этапе кристаллизации. Это отражает соотношение:

$~M = M_\mathcal{1} \left^\gamma + t_0^\gamma \right) \right), \qquad$

где:

$M_\mathcal{1} = \left V_0$ – масса вещества, способного перейти в кристаллы при исходной концентрации кристаллизанта в растворе C₀ и объёме системы V₀,
$C_\mathcal{1}$ – растворимость кристаллизанта,
$\acute{\alpha}, t_0, \gamma$ – параметры кристаллизации.

Соотношение описывает большинство опытных данных о кристаллизации веществ разной природы при значениях $\acute{\alpha}, t_0$ и $~\gamma$ зависящих от C₀ и температуры раствора T, но остающихся постоянными в процессе кристаллизации. Однако некоторые данные удаётся описать только в предположении, что эти параметры зависят от времени. Согласно формуле, кристаллизация в закрытой системе проходит через периоды возрастания и падения скорости процесса:

$~ W = V_0^{-1} \frac{dM}{dt}$ ,

причем характеристической величиной является максимальное значение скорости W. Связь скорости процесса с концентрацией раствора можно характеризовать параметром, который отражает течение всех элементарных процессов

$~ K_W = \frac{C_0}{W_M} \cdot \frac{dW_M}{dC_0}$ ,

где W_M – максимальное значение скорости W.

<<< Водоподготовка

Мангистауский атомно-энергетический комбинат Казатомпром >>>

Химики
Бытовая химия
Химические вещества
Химические законы и уравнения
История химии
Лабораторная техника

Химическое машиностроение
Награды в области химических наук
Химическая номенклатура
Химическое образование
Химические общества
Химическая промышленность

Разделы химии
Химические реакции
Химические свойства
Химическая связь
Химические системы
Химические теории