ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Зависимость свойств кристаллических продуктов от содержания примесей из "Кристаллизация в химической промышленности" Физические свойства кристаллических веществ в той или иной мере зависят от содержания примеси. Речь идет о той части примеси, которая в том или ином виде внедряется в кристаллическую решетку. Если же примесь переходит в твердую фазу в виде самостоятельных кристаллов, она заметного влияния на физические свойства не оказывает. Переход примеси в кристаллы основного вещества возможен различными путями [4, 28]. Она может внедриться в кристаллическую решетку в ходе кристаллизации, перейти в нее при длительном контакте кристаллов с маточным раствором и т. д. В принципе любые вещества могут попасть в кристаллическую решетку данного соединения. Только содержание одних примесей может быть значительным, а других — ничтожно малым. [c.112] Все физические свойства твердых тел можно разделить на структурно-чувствительные и структурно-нечувствительные [27, с. 6]. К первой группе относятся свойства, зависящие от наличия различных дефектов и искажений в кристаллической решетке, а ко второй — свойства, на которые указанные дефекты почти не влияют. К структурно-чувствительным свойствам относятся, например, электропроводность, тангенс угла диэлектрических потерь, диэлектрическая проницаемость, предел текучести и т. д. Практически не чувствительны к структурным дефектам плотность, растворимость и ряд других характеристик. [c.112] Влияние примесей на физические свойства связано с появлением дефектов в структуре решетки или с изменением их концентрации. Поэтому примеси в первую очередь оказывают влияние на структурно-чувствительные свойства. Эффективность влияния связана с концентрацией примеси в данной твердой фазе, а вероятность перехода примеси в нее зависит прежде всего от соотношения параметров кристаллических решеток получаемого вещества и примеси. Степень перехода зависит также от условий образования осадка. [c.112] Наличие структурных дефектов сказывается не только на физических свойствах, но и на химической активности веществ. Так, от концентрации и рода дефектов зависят скорость реакции термического разложения, каталитические и многие другие свойства. Следовательно, примеси играют чрезвычайно важную роль в формировании физико-химических характеристик продуктов. [c.112] Приведем несколько примеров действия примесей. Как показало исследование зависимости периодов индукции разложения оксалата серебра от содержания примеси ионов свинца, с увеличением концентрации РЬ величина t значительно возрастает [4, с. 133]. Чистый оксалат при температуре 149 °С обладает индyкциoнныvl периодом при термическом разложении 0,5—1 мин, а содержащий 1% (мольн.) ионов свинца —20 мин. Замедляют распад оксалата серебра также примеси ионов Сс1 + п Hg +. [c.112] Влиянию примесей на физические свойства посвящено сравнительно большое число исследований [4, 29—31 ]. В них в основном изучалось действие добавок на электрические свойства солей. Часть работ относится к монокристаллам, другая — к образцам, состоящим из большого числа кристаллических частиц. Следует отметить, что изучение свойств поликристаллических продуктов имеет свои особенности. Поэтому исследования влияния примесей на их свойства требуют соответствующего методического подхода [30]. [c.113] О характере влияния примесей на электрические свойства можно судить по экспериментальным данным, полученным при измерении показателей соответствующих свойств различных кристаллических соединений [4, 30]. С введением, например, примесей катионов в кристаллическую решетку азотнокислого калия его диэлектрическая проницаемость увеличивается. Причем, чем больше заряд катиона, тем значительнее это увеличение. При концентрации в кристаллической решетке ионов трехвалентного железа примерно 0,05% (мольн.) его диэлектрическая проницаемость возрастает в 1,4 раза, но такое же содержание ионов лития почти не влияет на нее. То же наблюдается при измерении тангенса угла диэлектрических потерь. Аналогичные закономерности имеют место при измерении свойств образцов азотнокислого бария. Вместе с тем следует подчеркнуть, что не всегда между величиной заряда иона примеси и характером изменения свойства наблюдается именно такая зависимость. Измерение электропроводности образцов нитрата бария, например, показало, что примесь лития увеличивает проводимость Ba(N0g)2 слабее, чем примесь никеля. Вместе с тем, влияние железа резко отличается по своему характеру от влияния других добавок. Оно понижает проводимость нитрата бария. Причем при каждой температуре существует такая концентрация, при которой это понижение максимально [31]. [c.113] Из приведенных примеров видно, что примеси могут как увеличивать, так и уменьшать число дефектов. В частности, в случае азотнокислого бария, легированного железом, мы, очевидно, имеем дело с эффектом высаливания дефектов, т. е. с уменьшением их концентрации. [c.113] Механизм действия примеси на физические свойства и химическую активность того или иного кристаллического вещества определяется соотношением ионных радиусов ионов примеси и соли их зарядами и строением кристаллических решеток. В случае органических добавок большую роль играет явление адсорбции примеси на гранях растущих кристаллов. [c.113] Вернуться к основной статье