ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кристаллизация из "Основы процессов химической технологии" По диаграмме (рис. У-22) можно также определить количество тепла С, которое расходуется в подогревателе. [c.391] Обычно давление ру выше или равно атмосферному, давление рг ниже и зависит от температуры охлаждающей воды Б конденсаторе. Чем ниже давление, рг, тем выше будет концентрация раствора Хв. [c.391] Процесс концентрирования за счет самоиспарения можно проводить и в несколько ступеней (например, при опреснении морской воды). Схема такой установки представлена на рис. [c.391] Растворимость твердого вещества, называемого в процессах кристаллизации солью , обычно увеличивается с повышением температуры. Кривая растворимости ограничена. Наиболее низкая температура соответствует состоянию, в котором замерзает растворитель (эвтектическая точка). Наиболее высокая температура соответствует плавлению чистой соли (когда кипение или критические явления не усложняют процесс). Если содержание соли в растворе выразить мольной или массовой долей, то получится система, изображенная на рис. У-24, а. [c.391] Совместив все диаграммы (изображенные на рис. -24) и поменяв местами координатные оси, получим типичную фазовую диаграмму (рис. У-25). Из этой диаграммы следует, что при охлаждении разбавленного раствора А (Х Хе) до температуры, соответствующей состоянию В, выкристаллизуется лед С и останется более концентрированный раствор О. Количества этих продуктов можно определить по правилу рычага. При охлаждении же концентрированного раствора Р (Х Хе) до состояния О выкристаллизуется соль I и образуется раствор Н с меньщей концентрацией. [c.392] Возможны более сложные системы, в которых растворитель (вода) образует гидратированные соли (рис. У-26). В простейшем случае получаются как бы две соединенные диаграммы для систем вода — кристаллогидрат — безводная соль. Иногда соль образует несколько кристаллогидратов различной степени гидратации и на кривой растворимости в этом случае можно наблюдать несколько механизмов процесса. В зависимости от подбора начальной концентрации можно получить в такой системе кристаллы с различным содержанием кристаллизационной воды либо безводную соль. В пределах Хе, — Хе2 кристаллизуется водная соль, а в пределах А е, — 1 — безводная. [c.392] Может также случиться, что водная соль разлагается при температуре н —меньшей, чем ее температура плавления (рис. У-27). [c.392] Бывают также случаи, когда с увеличением температуры растворимость безводной соли падает (во всяком случае в некоторых пределах температур). Характер диаграмм при этом несколько меняется. Здесь могут происходить довольно неожиданные изменения, например растворение смеси водной и безводной соЛей й собственной кристаллизационной воде. [c.393] Располагая значением дп и зная ход изотермы ненасыщенного раствора, для той же температуры можно найти энтальпию твердой фазы (соли) по методу, показанному на рис. У-28. [c.394] Смещивая кристаллы в состоянии О с растворителем А, имеющим ту же температуру, что и кристаллы, в такой пропорции, чтобы получить насыщенный раствор Хп, мы должны подводить теплоту растворения СВ, которую по правилам составл ия диаграммы можно пересчитать на 1 кг соли. Отрезок ОЕ будет представлять Изотерма на двухфазовой диаграмме — прямая линия ОВ, так как при добавлении соли к насыщенному раствору при одинаковых температурах тепловые эффекты не наблюдаются в этом случае будет действовать правило прямой линии. Зная теплоемкость твердой фазы, можно определить ее энтальпию при иных температурах и вычертить ряд других прямых (изотерм) в пределах насыщенный раствор — твердая фаза (рис. У-29). [c.394] Изображенная на рис. У-29 энтальпийная диаграмма относится к простейшей системе. В случае систем с водной солью диаграммы будут более сложными (рис. У-3,1). [c.397] Установлено, что растворимость очень мелких (микроскопических) кристаллов выше растворимости больших (макроскопических) кристаллов (рис. У-32). Это явление аналогично повышенному давлению пара над весьма малыми капельками жидкости. [c.397] ДО состояния, представляемого точкой В, зародыши не образуются, но растут уже сушествующие кристаллы. [c.398] Скорость образования зародышей зависит от степени переохлаждения раствора. Ниже некоторого ее значения скорость ничтожно мала (вследствие высокой растворимости микроскопических зародышей). При слишком большом переохлаждении (относительно насыщения) скорость кристаллизации тоже уменьшается из-за высокой вязкости раствора, окружающего зародыши (рис. У-34). [c.398] Ру — площадь данной грани кристалла. [c.398] Следовательно, в данном растворе все кристаллы, большие и малые, растут с одинаковой скоростью. В течение одного и того же промежутка времени все кристаллы увеличивают свой линейный размер на одну и ту же величину. [c.399] Рассмотрим влияние степеней пересыщения (с — Со) и переохлаждения (—Лt) на скорость роста кристаллов. По последнему уравнению эта скорость пропорциональна с — Со при высоких степенях пересыщения такая зависимость дает большие отклонения. Получается характерный ход зависимости скорости роста кристалла от степеней пересыщения или переохлаждения (рис. У-34). При слишком быстром переохлаждении можно вообще затормозить рост кристаллов. Раствор приобретает очень высокую вязкость, придавая твердому веществу свойства стекла. [c.399] Необходимо добавить, что прибавление к раствору некоторых веществ может вызвать торможение роста некоторых граней кристалла. При этом будут образовываться кристаллы иной формы. [c.400] Согласно законам кристаллизации во время роста кристаллов исчезают быстро растущие грани и остаются только медленно растущие (рис. У-35). [c.400] Если смешать адиабатически лед при 0°С и соль с той же температурой, то по правилу прямой линии состояния после смешения будут представлены точками, лежащими на прямой АВ (рис. У-36). [c.400] Вернуться к основной статье