Пересыщение растворов изотермическое

Явление пересыщения было установлено (1795) впервые Т. Е. Ловицем, который открыл существование пересыщенных растворов и изучал их. Состояния пересыщенного пара, перегретой или переохлажденной жидкости, пересыщенного раствора и другие подобные им являются метастабильными состояниями ( 83). Возможность существования их связана с затруднениями в возникновении зародышей новой фазы, так как очень малый (в первый момент) размер выделяющихся частичек новой фазы увеличивает изотермические потенциалы вещества и делает эти частички менее устойчивыми. С этим же в большей или меньшей степени связана и сохраняемость метастабильных кристаллических фаз и стеклообразного состояния. [c.360]

Другим способом пересыщения раствора является удаление из системы растворителя. Вещества, мало изменяющие свою растворимость при изменении температуры, обычно кристаллизуют путем испарения воды при постоянной температуре —это изотермическая кристаллизация. Испарение воды может производиться интенсивным способом при кипении раствора или при медленном поверхностном испарении. Термин изотермическая кристаллизация несколько условен, так как кристаллизация сопровождается тепловым эффектом, вызывающим изменение температуры у границы раствора с кристаллизующейся фазой. Выравнивание температуры вследствие конвекции и теплопроводности происходит не мгновенно, поэтому в разных точках системы она не одинакова. В водных растворах, вследствие большой теплоемкости воды, это изменение температуры не очень значительно. Если кристаллизация происходит при кипении раствора за счет внешнего источника теплоты, тепловой эффект кристаллизации составляет ничтожную долю в балансе энергии, необходимой для выпарки воды при температуре кипения раствора. [c.237]

При изотермической кристаллизации без удаления растворителя по мере возникновения и роста кристаллов их общая поверхность увеличивается, а пересыщение раствора уменьшается. Первое обстоятельство ускоряет кристаллизацию, а второе — замедляет. Совместное, но противоположное влияние этих факторов приводит к тому, что скорость кристаллизации сначала резко возрастает, достигает некоторого максимума и затем быстро уменьшается (рис. 9.9). Общий выход кристаллов небольшой, так как определяется лишь начальной степенью пересыщения. [c.252]

Изотермическую кристаллизацию солей из природных рассолов осуществляют также в естественных или искусственных бассейнах с небольшой толщиной слоя жидкости (0,2—0,5 м). Удаление воды происходит в результате естественного ее испарения под действием солнечной теплоты и ветра. Бассейны делятся на подготовительные в которых происходит предварительное концентрирование рассола и садочные, в которых кристаллизуется соль. Таким способом полу чают из озерных и морских рассолов поваренную соль и другие про дукты [70, 152]. Процессы естественного испарения являются сезон ными и требуют большой площади бассейнов, так как идут медленно Вследствие медленного пересыщения растворов бассейный способ кри сталлизации позволяет получать крупнокристаллические продукты [c.253]

В настоящее время в технологической практике используется большое число разнообразных конструкций аппаратов для проведения массовой кристаллизации. Эксплуатация кристаллизаторов затрудняется образованием твердого слоя кристаллизующегося вещества на внутренних поверхностях аппаратов, где наблюдается наибольшее пересыщение растворов как при изогидрической, так и при изотермической кристаллизации. Кроме того, сама поверхность стенки способствует образованию на ней кристаллов. Практика эксплуатации промышленного кристаллизационного оборудования показывает [22, 23], что основной режимный параметр, изменением которого можно существенно уменьшить образование инкрустаций, — степень перемешивания раствора. При этом интенсивное движение раствора стимулирует образование зародышей кристаллов в перемешиваемой массе раствора. Для перемешивания растворов применяются механические мешалки различных конструкций и циркуляционные насосы. Ещ одно средство борьбы с инкрустациями внутренних поверхностей — их полировка, которая по данным [22, 23] оправдывает свою высокую стоимость. Предложен также вибрационный метод борьбы с отложением солей [9]. [c.164]

В промыщленности используют три метода кристаллизации из растворов изотермический, в котором пересыщение раствора достигается удалением части растворителя путем выпаривания при постоянной температуре изогидрический, при котором пересыщение раствора достигается охлаждением раствора при сохранении массы растворителя комбинированный (комбинация первых двух методов) — кристаллизация под вакуумом, при которой происходит отгонка растворителя с одновременным понижением температуры. [c.312]

Аппараты с псевдоожиженным слоем применяются также для изотермической кристаллизации как при атмосферном давлении, так и под вакуумом. В данном случае (рис. XV-7, б) в циркуляционный контур входит вместо холодильника трубчатый испаритель, обогреваемый паром, а корпус имеет сепарационное пространство для отделения вторичных паров. При каждом проходе через испаритель раствор несколько перегревается и при входе в корпус кристаллизатора происходит самоиспарение. Образующийся вторичный пар удаляется из сепарационного пространства, а пересыщенный раствор проходит через слой сформировавшихся кристаллов, обусловливая их рост. [c.698]

Рассмотрим начальную стадию роста сферического газового пузырька начального радиуса Кд в многокомпонентном пересыщенном растворе в процессе диффузии в него растворенных в жидкости компонентов небольшой концентрации. Принимаем, что процесс изотермический, коэффициенты В и Е — постоянные. Пузырек достаточно мал, так что всплытием его в жидкости можно пренебречь. [c.571]

И. В. Коршунов и Ю. С. Поликарпов [32] сделали попытку экспериментально изучить влияние ультразвука на соосаждение микропримеси при кристаллизации макрокомпонента из пересыщенного раствора. Результаты опытов показывают, что при облучении ультразвуком пересыщенного раствора коэффициент О близок к значению, полученному методом изотермического снятия пересыщения при перемешивании, но истинное равновесие между твердой и жидкой фазами устанавливается не в течение нескольких десятков часов, а нескольких минут. Авторы объясняют роль ультразвука в ускорении достижения равновесия в искусственном диспергировании твердой фазы. [c.7]

Если создать условия для более быстрого выделения фазы путем увеличения пересыщения в растворе (например понижением температуры опыта, рис. 48, б), то нарастание прочности геля протекает без заметного индукционного периода. Из рис. 48 видно, что на кинетических кривых изотермического нарастания светорассеяния отсутствует индукционный период, характерный для образования новой кристаллической фазы из пересыщенных растворов. Скорость нарастания светорассеяния увеличивается с понижением температуры, т. е. с увеличением пересыщения раствора. Отсутствие индукционного периода в изменении светорассеяния в растворах и гелях желатины свидетельствует о большой скорости разделения системы на две фазы [303-305], которое не лимитируется [c.129]

Кристаллизация является способом разделения веществ, находящихся в водных растворах, а также очистки этих веществ. Кристаллизацию твердых веществ (например, солей) из водных растворов производят, применяя различные способы пересыщения растворов в зависимости от этих способов различают несколько видов кристаллизации. Политермическая кристаллизация, которую ведут охлаждением насыщенных растворов, применяется для веществ, растворимость которых лри повышенных температурах заметно выше, чем при низких. Изотермическая кристаллизация, производимая испарением воды из растворов при постоянной температуре, используется для солей, растворимость которых мало зависит -от телшературы. В ряде случаев кристаллизацию производят введением в раствор веществ, понин- ающих растворимость основной соли. Такой тип кристаллизации называется высаливанием. Методом разделения растворенных веществ является также осаждение основного компонента раствора или примесей добавлением осаждающих реагентов. Осаждение с помощью реагентов также является кристаллизацией, т. к. связано с образованием пересыщенного раствора новой твердой фазы. Очистку твердых веществ производят перекристаллизацией, повторенной несколько раз. Однако перекристал- [c.120]

Эксплуатация кристаллизационных аппаратов осложняется образованием твердого слоя кристаллизующегося вещества на внутренних поверхностях аппаратов, около которых существует наибольшее пересыщение растворов при изогидрической и при изотермической кристаллизации. Образующиеся инкрустации значительно повышают термическое сопротивление и ухудшают теплопередачу между кристаллизующимся раствором и греющим или охлаждающим агентом. [c.184]

В промышленной практике используются два основных метода кристаллизации изотермический, при котором пересыщение раствора достигается удалением части растворителя при постоянной температуре (обычно методом выпаривания, см. гл. 4), и изогидрический, когда пересыщение достигается только снижением температуры кристаллизуемого раствора. Изотермическая кристаллизация используется для растворов с незначительным увеличением растворимости при повышении температуры до температуры кипения раствора, при которой из него интенсивно испаряется часть растворителя. Изогидрическая кристаллизация, наоборот, применяется при кристаллизации растворов с растворимостью, быстро уменьшающейся при сравнительно небольшом понижении температуры такие растворы легко переводятся в состояние пересыщения с помощью одного только понижения температуры, без удаления части растворителя. [c.494]

Вначале рассмотрим изотермы растворимости системы, считая, что соли не вступают в соединение ни друг с другом, ни с водой. Эти изотермы будут представлять собой изотермические сечения диаграммы состояния тройной системы первая соль—вторая соль—вода Напомним вид этих сечений это треугольная диаграмма, причем вершины треугольника отвечают Н2О и солям АХ и АУ , а температура лежит ниже эвтектической температуры двойной системы, образованной солями АХ—АУ, но выше эвтектической температуры двойных систем, образованных водой, с одпой стороны, и той или иной солью — с другой (системы Н2О—АХ и Н2О—АУ). На рис. ХХП. 1 дана изотермическая диаграмма Н2О—АХ—АУ, представленная по второму способу Розебома. Значения отдельных элементов на диаграмме следующие вершины треугольника отвечают чистым компонентам, точка Ь на стороне Н2О—АХ указывает на растворимость соли АХ в чистой воде при выбранной температуре, точка с — то же для соли АУ, ветвь ЬЕ — кривая растворимости соли АУ в насыщенных растворах соли АХ, ветвь сЕ — то же для растворимости соли АХ в насыщенных растворах соли АУ точка Е отвечает раствору, насыщенному обеими солями. Поле а О—ЪЕс отвечает области ненасыщенных растворов треугольник Ь—Е—АХ — области смеси растворов, насыщенных солью АХ, с этой же солью в твердом состоянии с—Е—АУ — области смесей растворов, насыщенных солью АУ, с той же солью в твердом состоянии поле Е—АХ—АУ — области смесей твердых солей АХ—АУ с раствором, насыщенным обеими солями. Система, изображаемая точкой Р, состоит из смеси насыщенного раствора с фигуративной точкой С и твердой соли АХ равным образом, система, изображаемая точкой Н, состоит из насыщенного раствора с фигуративной точкой / и твердой соли АУ. Количество твердой соли в растворе в этих двух случаях может быть вычислено но правилу рычага. Система, изображаемая точкой К, представляет собой смесь раствора, насыщенного обеими солями (фигуративная точка Е) с этими солями в твердом состоянии. Содержание раствора и твердых солей в эвтонической точке может быть вычислено по правилу центра тяжести. Точки полей Ь—Е—АХ, с—Е—АУ и -АХ—АУ могут еще изображать состояние соответствующих пересыщенных растворов. [c.278]

Создать пересыщение можно различными путями [32, 58]. С этой целью мон<но воспользоваться зависимостью растворимости от температуры, эффектом высаливания, испарением и т. п. Существуют изотермические и политермические способы образования пересыщенных растворов. К первым относятся те из них, которые основаны на удалении растворителя, химическом взаимодействии или изменении растворимости кристаллизующегося вещества в связи с введением других компонентов в первоначальную систему. [c.20]

При 1> = 10, повторяя перекристаллизацию 50% макрокомпонента десять раз, мы извлекаем 98% микрокомпонента, если процесс проводится по логарифмическому закону, и всего 38.5%, если выделение идет по закону Хлопина. Поэтому, казалось бы, наиболее удобным в заводской практике должно, быть осаждение путем медленного изотермического испарения пересыщенного раствора, приводящее к логарифмическому распределению, но в действительности последнее требует много, времени и оказывается менее выгодным, чем осаждение по закону Хлопина. [c.239]

Данным способом была доказана равновесность захвата КЬ при росте кристаллов КС1 в условиях изотермического испарения пересыщенного раствора в этаноле и ацетоне [56]. [c.261]

Поверхность кристаллов определяли микроскопическим методом. Выборка кристаллов для обмеров составляла 40— 50 кристаллов в каждой фракции. Средняя фракция (5уд= =29730 30 см /г) получена методом изотермического -снятия пересыщения, мелкая (5уд=46850 50 см /г)—результат измельчения и просеивания средней фракции. Крупная фракция (5уд=9652 10 см 1г) получена при выделении осадка из сильно пересыщенных растворов без перемешивания. [c.123]

Движущей силой процесса кристаллизации является пересыщение (с — с ) —разность между концентрациями пересыщенного и насыщенного растворов. Раствор, находящийся в равновесии с твердой фазой при данной температуре, называют насыщенным. Пересыщенный раствор имеет концентрацию больше равновесной и способен самопроизвольно выделять твердую кристаллическую фазу до тех пор, пока не станет насыщенным. По способу создания пересыщения в аппаратах различают изо-гидрическую и изотермическую кристаллизацию. В первом случае при охлаждении раствора понижается его равновесная концентрация с, раствор становится насыщенным, а при дальнейшем охлаждении — пересыщенным, при постоянной исходной концентрации с. Во втором случае процесс ведут при постоянной температуре, поэтому равновесная концентрация с не изменяется (изотермический процесс). Пересыщение при изотермической кристаллизации создают испарением части растворителя — таким образом повышается исходная концентрация раствора и он становится пересыщенным. [c.220]

По мере изотермической кристаллизации, если растворитель не удаляется, пересыщение раствора непрерывно уменьшается и процесс кристаллизации замедляется. Однако по мере возникновения и роста кристаллов их общая поверхность увеличивается и пропорционально увеличивается скорость осаждения на ней вещества, т. е. кристаллизация ускоряется. Совместное и противоположное влияние этих факторов приводит к тому, что скорость кристаллизации вначале резко возрастает, достигает некоторого максимума и затем быстро уменьшается. [c.44]

Для кристаллизации солей из водных растворов применяются различные способы пересыщения раствора. Соли, растворимость которых при повышенных температурах заметно превышает их растворимость при более низких температурах, кристаллизуют путем охлаждения насыщенных растворов (поли-термическая или изогидрическая кристаллизация, идущая при неизменном содержании воды в системе). Соли, мало изменяющие свою растворимость при изменении температуры, обычно кристаллизуют путем испарения воды при постоянной температуре изотермическая кристаллизация). Испарение воды может производиться интенсивным способом при кипении раствора в выпарном аппарате и экстенсивным путем при медленном поверхностном испарении. [c.44]

Кристаллизацией называют процесс выделения твердой фазы (кристаллов) из растворов, происходящий при перенасыщении их по отношению к образующейся твердой фазе. В зависимости от приема, с помощью которого достигается пересыщение раствора различают два вида кристаллизации политерми-ческую и изотермическую. [c.251]

При изотермической кристалли-Рис. 16.2. Зависимость раст- зации пересыщенный раствор обра-воримости веществ от тем- зуется в результате выпаривания пературы части растворителя. Этот процесс [c.252]

JПloвepxнo ть кристаллов из слитков представляет собой переплетение плоских слоистых образований (рис. , а). По всей видимости, последующ ие слои нарастают независимо на предыдущие. После снятия верхних слоев при помощи лшжой ленты (с.м. рис. , б) кристаллы имели гладкую зеркальную поверхность с прямыми линиями двойникования. Внутренняя, более совершенная часть кристалла, образуется в начальный период кристаллизации при высокотемпературной изотермической в ы-держке, когда необходимое пересыщение раствора Ре — С достигается частичным выпариванием растворителя, а также о начальный период охлаж,дения. Верхние [c.90]

В промышленности используют два основных метода кристаллизации изотермический, в котором перенасыщение раствора достигается удалением части растворителя путем вьшаривания при постоянной концентрации (температура постоянна), и изогидриче-ский, при котором пересыщение раствора достигается охлаждением раствора при сохранении массы растворителя, на что указывает название этого метода. [c.291]

Создание пересыщения химическим способом имеет еще одну существенную особенность. Обусловливающая его появление химическая реакция может протекать с различной скоростью. Если при образовании сульфатов щелочноземельных элементов эта скорость велика и образование пересыщения происходит за короткий промежуток времени, то в ряде случаев дело обстоит иначе. Так, например, при получении кобальтинитритов цезия и калия химическая реакция протекает сравнительно медленно. Кристаллизация начинается, когда химическое взаимодействие реагентов еще не завершено, поэтому химическая реакция и образование новой фазы протекают одновременно. Величина пересыщения, при которой начинается кристаллизация, зависит от условий проведения химической реакции (перемешивания раствора, температуры, порядка сливания реагентов, скорости их сливания и т. п.). Необходимо также иметь в виду, что химическое взаимодействие, как правило, сопровождается термическими эффектами. Следовательно, чтобы образование пересыщенного раствора протекало в изотермических или близких к ним условиях, нулшо учитывать это обстоятельство и использовать соответствующие термостатирующие устройства. Необходимо также пользоваться устройствами и способами, облегчающими теплопередачу в растворе. [c.21]

Вакуум-выпарка значительно рентабельнее, чем чренная, вследствие многократного использования тепла греющего пара. Она выгодно отличается и меньшей затратой рабочей силы. Обычно для выварки поваренной соли применяют концентрированные рассолы и лишь в районах, очень удаленных от залежей соли, используют для ее получения морскую воду. Вследствие того что растворимость Na l очень мало зависит от температуры (рис. 7), соль получают Изотермической кристаллизацией при температуре кипения насыщенного рассола, удаляя растворитель — воду. В результате быстрого пересыщения раствора в процессе интенсивного кипения в вакуум-выпарных аппаратах образуется мелкозернистая соль. [c.74]

В некоторых случаях возможен другой способ определения О, в котором используется способность осадков интенсивно перекри-сталлизовываться в процессе их выделения из пересыщенного раствора (метод изотермического снятия пересыщения). При использовании этого метода сильно пересыщенный раствор макро- [c.95]

При использовании в качестве макрокомпонента хорошо кристаллизующейся соли (такой, как Na l) изотермическая кристаллизация макрокомпонента из исходного не сильно пересыщенного раствора приводит к росту достаточно совершенных крупных кристаллов, не подвергающихся созреванию. В этом случае может наблюдаться линейное распределение микрокомпонента между растущими кристаллами и раствором, как это имеет место при соосаждении микрокомпонеита "°Ag+ с Na I. [c.101]

Выявляют независимость величины от времени t и возможность использования уравнения (2.2), для описания соосаждения при изотермической кристаллизации Na l из пересыщенного раствора. [c.103]

Аномальные смешанные кристаллы при микроконцентрациях радиоактивного изотопа в системе и постоянной температуре имеют коэффициент кристаллизации О, не зависящий от количества мак-ро- и микрокомпонента в твердой и жидкой фазах, и в этом отношении не отличаются от изоморфных смесей. Примером такой системы могут служить смешанные кристаллы К2504— Сег(804)3, выделяющиеся из раствора в 1,5 н. азотной кислоте. Коэффициент кристаллизации О при распределении церия между раствором и осадком Кг504 может быть определен путем изучения соосаждения Се в процессе изотермического снятия пересыщения раствора носителя. [c.112]

Метод изотермического снятия пересыщения [1]. Готовят сильно пересыщенный раствор (нар), содержащий примесь. Раствор быстро перемешивают в течение длительного времени, после чего определяют состав фаз системы и вычисляют Кр вн по формуле (9.2.5). При таких условиях из среды выделяется высокодисперсная фаза, подверженная оствальдову созреванию и ударной перекристаллизации. Если исходное пересыщение и интенсивности перемешивания достаточно высоки, то за несколько часов происходит полная гомогенизация кристаллов и создаются условия для достижения равновесия. [c.259]

Рассмотрен процесс изотермической кристаллизации из растворов при одномерном росте кристаллов (рост одной грани кристалла с неизменной площадью поверхности кристаллизации). Получено аналитическое решение уравнения материального, баланса, представляющее сЬбой зависимость относительного пересыщения раствора от времени, а также выражение для продолж 1тельности индукционного периода. Проведено качественное сравнение найденных теоретически зависимостей с известными экспериментальными. Рис. 2, библиогр. 8 назв. [c.165]

Равновесный коэффициент распределения /)равн., характеризующий загрязнение кристаллов примесью, определяется обычно в процессе изотермического снятия пересыщения раствора при энергичном размешивании. В таких условиях между раствором и всей массой выпавших кристаллов устанавливается равновесное распределение примеси в результате многократной рекристаллизации кристаллов еще в состоянии субмикрозародышей [103]. [c.137]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология