ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Литература. Дополнительная литература из "Кристаллизация " Форма кристалла является результатом различных скоростей роста различных граней. Иногда могут создаться такие условия кристаллизации, при которых одна часть граней может расти быстрее, а другая медленнее. Кристаллы одного определенного вещества, полученные различными методами, могут отличаться друг от друга по форме, даже если они принадлежат к одной и той же кристаллической системе. Например, один метод кристаллизации может благоприятствовать образованию удлиненной формы (иглы), в то время как другой может давать пластинчатые или хлопьевидные формы. [c.176] На форму кристалла оказывает влияние большое число факторов например, тип растворителя, pH раствора, наличие примесей, степень пересыщения или переохлаждения, скорость охлаждения, температура кристаллизации, интенсивность перемешивания и др. [c.176] Быстрое охлаждение раствора или расплава часто вызывает предпочтительный рост кристалла в одном определенном направлении, что приводит к образованию иголок. В этих условиях необходимо иметь высокую скорость отвода (рассеяния) тепла от твердой фазы, и удлиненная форма кристалла лучше подходит для этой цели, чем, например, равновесная или пластинчатая. [c.176] Кристаллизация из паровой фазы, как в процессе сублимации, обычно приводит к образованию игольчатых кристаллов. В этом случае также требуется форма, которая способствует быстрому рассеиванию тепла скрытая теплота кристаллизации обычно достаточно высока (теплота плавления плюс теплота испарения), и газовая фаза является плохим проводником тепла. [c.176] В результате кристаллизации из паровой фазы могут образовываться также дендритные формы кристаллов. Тонкие игольчатые ветви создают в этом случае необходимую твердую поверхность, способствующую быстрому рассеиванию тепла. Этот тип роста в большинстве случаев связан с кристаллизацией из неподвижной среды, особенно в тонких слоях раствора. Типичным примером являются дендритные узоры на замерзших оконных стеклах. Многие металлы и органические расплавы первоначально кристаллизуются в форме дендритов, а некоторые неорганические соли можно заставить кристаллизоваться в этой форме под влиянием небольших количеств определенных красителей. Дендритные кристаллы хлористого калия легко осаждаются из водного раствора в присутствии конго красного (субстантивный азокраситель) [23]. [c.176] В некоторых случаях pH водного раствора оказывает влияние на форму растущего кристалла. Сульфат меди, например, который обычно кристаллизуется в форме больших гранул, может кристаллизоваться в форме тонких пластинок из кислого раствора. Вообще величина pH не считается одним из важных факторов, оказывающих влияние на форму кристалла. [c.177] Наиболее частым случаем, вероятно, следует считать изменение формы кристалла в присутствии примесей в кристаллизующемся растворе. Например, хлористый натрий кристаллизуется в форме куба из воды и в форме октаэдра, если в воде имеется мочевина. Форма нафталина, кристаллизующегося из метанола, может быть изменена от пластин до иголок, если добавить небольшое количество коллодия [76]. В сахарной промышленности хорошо известно влияние рафиноза на форму кристаллов сахарозы — получаются своеобразные плоские кристаллы [77]. Часто мельчайшие следы третьего компонента могут вызвать изменение формы кристалла, но не всегда многие известные примеры изменения формы кристаллов являются результатом присутствия больших количеств примеси в кристаллизующейся системе, и это явление не всегда можно объяснить. Трехвалентные ионы, например трехвалентное железо, алюминий и хром, могут действовать как активные модификаторы формы небольшое количество солей этих металлов часто добавляют в кристаллизующиеся системы для осуществления требуемых изменений формы кристалла. [c.177] Было установлено, что скорости роста нормальных граней кристаллов адипиновой кислоты возрастают в следующем порядке (100) (010) (001) и константы скоростей находятся в соответствии с гидроксильной плотностью на гранях. Мельчайшие количества анионного агента вызывали гораздо большее снижение скорости роста граней (010) и (ПО), чем грани (001). Это приводило к образованию призм или иголок. Катионный агент оказывал противоположное действие, благоприятствуя образованию пластин или хлопьев. Анионные агенты адсорбировались на гранях кристалла физически, в то время как катионные агенты — химически. Наблюдалось также, что поверхностно активные агенты в общем оказывали более замедляющее действие на рост очень небольших кристаллов, чем крупные кристаллы, и было предположено, что рост на дислокациях менее чувствителен к влиянию адсорбированных примесей, чем рост с помощью двумерного механизма кристаллизации. [c.179] ОСЛОЖНЯЮТ работы или упаковку материала. Для большинства промышленных целей обычно требуется гранулированная или призматическая форма, но в особых случаях могут потребоваться формы, имеюшие вид иголок или пластин. [c.180] Почти всегда при промышленной кристаллизации необходимо производить какое-либо изменение формы кристаллов, чтобы получить определенные типы кристаллов. Это осуществляется регулировкой скорости кристаллизации, например скорости охлаждения и испарения, степени пересыщения или температуры, при которой происходит кристаллизация, путем выбора правильного, растворителя, регулировкой pH раствора или преднамеренным добавлением какой-либо примеси , которая действует как модификатор формы кристаллов. Можно применять сочетание некоторых из этих методов. Стоит также запомнить, что результаты лабораторных испытаний изменения формы не всегда могут оказаться пригодными для крупномасштабной промышленной кристаллизации. Однако испытания, проводимые на опытных заводах с партиями около 200 л, дают истинные сведения. [c.180] Гэрритт [81] недавно составил обзор многих из известных случаев промышленного применения формоизменения, а также рассмотрел факторы, которые необходимо принимать во внимание при выборе подходящего модификатора. Можно привести несколько примеров. Кристаллы буры могут быть изменены до пластинчатой или хлопьевидной формы путем добавки желатины или казеина в кристаллизующийся раствор эти вещества селективно поглощаются на основных гранях и снижают скорость их роста. Крупные кристаллы хлоридов натрия, калия и аммония, которые обычно трудно получить, могут быть выращены, если в растворе присутствуют ионы РЬ +. Большие гранулированные кристаллы декагидрата сульфата натрия (глауберова соль) могут быть получены из растворов побочного продукта вискозы, если добавить определенные поверхностно активные агенты, например, алкил арилсульфонаты в противном случае соль обычно имеет тенденцию выкристаллизовываться из этих растворов в виде небольших иголо . [c.180] Некоторые авторы приводили другие примеры применения небольших добавок для управления формой кристаллов. Например, производство крупных призмоподобных кристаллов дигидрофосфата аммония, применяемого из-за пьезоэлектрических свойств, облегчается при введении в кристаллизующийся раствор [821 малых количеств железа. Небольшое количество примеси железистого иона в слегка кислом растворе позволяет получить кристаллы сульфата аммония в виде крупных псевдо-гексагональных призм (831. Эта форма необходима для такого материала в тех случаях, когда он применяется в качестве удобрения. [c.180] Форма кристалла хлористого натрия может быть изменена до дендритной путем добавки небольших количеств ферроцианида натрия в вакуумный кристаллизатор эти кристаллы имеют малый объемный вес ( 0,7 г см ) и менее склонны к спеканию, чем небольшие кубические кристаллы обычной вакуумной соли I84]. [c.181] Применение регулировки температуры и концентрации при модифицировании формы локазано в работе Эдвардса [85] на примере парафинового воска. В этом случае образующаяся форма— очень важный фактор. Когда кристаллизация происходит при температуре, близкой к точке плавления парафинового воска, или из концентрированных растворов, то обычно образуются игольчатые кристаллы. Тонкие пластины растут в том случае, когда температура кристаллизации гораздо ниже точки плавления, или при кристаллизации из разбавленных растворов. Было показано, что скорТ)сть охлаждения также оказывает значительное влияние на форму кристалла. [c.181] Афанасьев H. H, Теория изотермической кристаллизации ЖТФ, 7. 1937, стр. 2305—2322. [c.184] Альберг В. Я. Возникновение твердой фазы из жидкой. Природа, 4, 1936, стр. 14—20 Центры кристаллизаций воды. Природа, 10, 1936, стр. 64—70 Со1временное состояние знаний о зарожден и.и ядер кристаллов. Природа, 4, 1937, стр. 9- 17. [c.184] Б л и 3 н а к о в Г. М. Адсорбция (Посторонних тримесей и механизм роста кристаллов. Кристаллография, т. 4, 2, 1959, стр. 150. [c.185] Белы некий С. В. Кристаллизация солей. Журнал экапериментальной w теоретической физики, т. 6, 1936, стр. 1176—1199. [c.185] Вернуться к основной статье