Давление пара малых частиц

Большая доля упругой энергии сосредоточивается в скоплениях дислокаций у границ зерен. Свободная поверхностная энергия границ зерен тоже вносит свой вклад в общую свободную энергию. Подобно то му как для малых частиц характерна высокая растворимость и высокое давление паров, малым кристаллитам присуща большая поверхностная энергия. Однако такой вклад в движущую силу рекристаллизации играет важную роль только в случае очень маленьких кристаллитов. К тому же энергия границ зерен зависит от их взаимной ориентации. Кристаллиты с малой энергией границ, обусловленной их благоприятной ориентацией, проявляют тенденцию к разрастанию за счет неблагоприятно ориентированных соседних кристаллитов. Поэтому движущая сила рекристаллизации АО при деформационном отжиге выражается в виде [c.138]

В соответствии с законом Томсона (Гиббса — Фрейндлиха — Оствальда для растворов, см. гл. I, 3) увеличение химического потенциала вещества малых частиц по сравнению с объемной фазой Ац = 2(тГ, г приводит к зависимостям давления пара/ и растворимости с от размера частиц, описываемым соотношениями [c.324]

Ряд физических методов исследования свойств растворов, зависящих от числа растворенных частиц, пригоден для определения среднечисловых молекулярных весов полисахаридов . Из них наибольшее применение получила осмометрия (см., например, 132-135 — метод, достаточно простой в выполнении и мало зависящий от наличия в исследуемом веществе низкомолекулярных примесей, которые легко диффундируют через полупроницаемые мембраны. Осмометр и ческое определение дает наилучшие результаты в интервале значений молекулярного веса от 10 до 5-10 ниже этого интервала значительные ошибки обусловлены диффузией вещества через мембраны, а выше — невысокими абсолютными значениями осмотического давления. Для определения молекулярных весов в пределах 10 —2-10 используются методы изотермической перегонки или осмометрии в паровой фазе " , основанные на зависимости давления паров растворителя от концентрации растворенного вещества. Сходные по физической сущности эбулиоскопический и криоскопический методы определения среднечислового молекулярного веса для полисахаридов применяются крайне редко. [c.515]

Самые слабые силы взаимодействия между частицами существуют в молекулярных кристаллах, к числу которых относятся, например, кристаллы диоксида углерода, серы, бензола, иода и азота. Эти вещества состоят из молекул, слабо взаимодействующих друг с другом. Взаимодействие между их молекулами относится к такому же типу, который описывается поправочным членом в уравнении Ваи-дер-Ваальса. В кристаллических веществах рассматриваемого типа расположение молекул определяется в основном их формой, дипольным моментом и поляризуемостью. Поскольку силы межмолекулярного взаимодействия невелики, для молекулярных кристаллов характерны низкие температуры плавления или сублимации, мягкость или хрупкость, а также необычайно высокое давление паров над их поверхностью. Наличие запаха у таких твердых веществ, как камфора, нафталин или иод, свидетельствует о том, что их молекулы легко испаряются с поверхности твердого вещества. Электропроводность молекулярных кристаллов очень мала, потому что в их молекулах существует ковалентная связь, и способность электронов перемещаться между молекулами оказывается чрезвычайно низкой. [c.176]

При образовании осадка происходит разделение фаз, поэтому этот процесс подчиняется законам, аналогичным законам конденсации малых капель из парообразной фазы или появлению пузырьков паров при кипении жидкости. Во всех случаях первично образующиеся частицы новой фазы очень малы (<С1 нм), а отношение их поверхности к объему и, следовательно, свободная поверхностная энергия велики, т, е. химический потенциал, а также и активность высокодисперсной фазы выше, чем твердой фазы. Иначе говоря, константа равновесия фазовых переходов зависит от степени развития поверхности фаз. Для процесса образования осадка это означает чем меньше радиус образующихся зародышей кристаллов, тем больше произведение растворимости, и следовательно растворимость. Растворимость Lr зародышей и их радиус г связаны между собой следующим соотношением (по аналогии с уравнением для давления паров малых капель) [c.198]

Теория образования новой дисперсной фазы зародилась в исследованиях Гиббса (1878 г.) по термодинамике поверхностных явлений и получила развитие в двадцатых годах нашего столетия (школа Фольмера) в экспериментальных и теоретических исследованиях конденсации пересыщенного пара. Взгляды Фольмера на образование зародышей в пересыщенном паре детально рассмотрены в гл. XI, посвященной аэрозолям. Здесь же лишь укажем, что растворимость или давление насыщенного пара малых частиц любой фазы, как это следует из термодинамики, больше, чем у крупных частиц (закон В. Томсона). Иначе говоря, увеличение дисперсности фазы повышает ее растворимость в окружающей среде, или способность вещества к выходу из данной фазы. Поэтому раствор, насыщенный относительно крупных кристаллов, является еще ненасыщенным относительно мелких кристаллов того же вещества. В таких условиях самопроизвольное образование достаточно крупных кристаллических зародышей мало вероятно, а очень мелкие зародыши, возникающие в результате флуктуаций, це могут вызвать кристаллизацию, так как по отношению к ним раствор не является пересыщенным. Очевидно, зародыши ново"й фазы могут образовываться лишь при очень высоких степенях пересыщения, когда возникновение сравнительно больших зародышей статистически более вероятно. [c.225]

О механизме роста частиц металла на поверхности носителя при термической обработке высказывают два мнения [133, 137]. Согласно первому, рост частиц происходит через двумерный пар, т. е. имеет место направленное движение атомов металла с частиц малых размеров, обладающих большим давлением насыщенных паров, к частицам большего размера и меньшим давлением. Однако, как показано авторами работы [133], для частиц платины процесс спекания через двумерный пар должен длиться около 100 лет. Поэтому авторы предполагают, что рост частиц платины на поверхности носителя обусловлен преимущественно броуновским движением частиц, их столкновениями и слиянием. В соответствии с расчетами скорость перемещения частиц платины диаметром 5 нм по поверхности носителя вполне достаточна для обеспечения необходимой скорости роста кристаллов, вырастающих за несколько часов. [c.61]

Если растворенное вещество распадается в растворе на ионы, то число частиц в растворе увеличивается. Поэтому понижение давления пара, повышение точки кипения и понижение температуры замерзания в растворе электролита больше, чем в растворе неэлектролита с той же моляльной концентрацией. По понижению температуры замерзания, повышению точки кипения и понижению давления пара можно судить о степени диссоциации растворенного слабого электролита, если эта величина не слишком мала (не менее 0,1). [c.80]

В связи с большим давлением равновесного пара над малыми частицами в исходно гомогенной среде первые конденсированные частицы (зародыши новой фазы) могут появиться лишь при значительном пересыщении пара. [c.276]

Неустойчивость золей может проявляться также в укрупнении частиц зе счет исчезновения или уменьшения размера более мелких. Процесс укрупнения частиц в золях аналогичен изотермической перегонке, при которой в замкнутом пространстве крупные капли или кристаллы растут за счет мелких вследствие большего давления насыщенного пара малых капель или кристалликов. Такая, неустойчивость золей, выражающаяся в появлении крупных частиц, проявляется тем быстрее, чем больше растворимость дисперсной фазы. Регулируя растворимость дисперсной фазы путем изменения состава дисперсионной среды илИ температуры, можно влиять на скорость процесса в жидкой среде. Именно на этом основаны методы, укрупнения мелких частиц, проходящих через фильтр, что особенно важно при проведении анализов в аналитической химии. Однако в связи с обычно очень малой растворимостью дисперсной фазы разрушение коллоидных систем в результате роста больших частиц за с 1ет малых происходит, как правило, весьма медленно, и с этим видом потери устойчивости исследователю, работающему в области коллоидной химии, приходится иметь Дело сравнительно редко. [c.259]

Рассмотрим влияние заряда на процесс конденсационного образования новой фазы. Явления, происходящие в камере Вильсона, показывают, что радиоактивная частица, проходящая через пересыщенный пар, оставляет видимый след (трек), образованный жидкими капельками аэрозоля (тумана). Прохождение частицы с высокой энергией вызывает ионизацию, а следовательно появление электрических зарядов, облегчающее образование зародышей, которое в обычных условиях затруднено в связи с большой величиной давления пара над малыми каплями. [c.300]

Явления, происходящие в камере Вильсона, показывают, что радиоактивная частица, проходящая через пересыщенный пар, оставляет видимый трек (след), образованный жидкими капельками аэрозоля (тумана). Прохождение частицы с высокой энергией вызывает ионизацию, облегчающую образование зародышей, которое в обычных условиях затруднено в связи с большой величиной давления пара над малыми каплями. [c.292]

Под относительной ионизацией 8 понимают число пар заряженных частиц, образованных свободным электроном на 1 см своего пути. Величина 5 зависит от давления газа и энергии (скорости) летящего электрона. При малых энергиях 5 = = 0, так как Ке<А величина 5 резко возрастает, проходит максимум и вновь начинает уменьшаться. Так, при р= мм рт. ст. в воздухе и Л е 10 эв 5 = 6-10-2 (один акт ионизации на 16 см пути) при /Се = = 10 эв 5 = 0,33 (один акт ионизации на 3 см пути) при 7Се=140 эв 5=10 (10 актов ионизации на 1 см пути). При дальнейшем уменьшении энергии электронов 5 вновь уменьшается. Объясняется это тем, что для быстрых электронов время взаимодействия с нейтральной частицей мало и кулоновские силы не успевают выбить связанный электрон с орбиты. Вторичные электроны, образованные при соударениях, в свою очередь при столкновении с нейтральными частицами могут их ионизировать, если их энергия достаточно велика. Таким образом, первичный электрон достаточно большой энергии ионизирует нейтральные частицы не только сам, но и через образованные им вторичные электроны. [c.21]

Рассмотрим сначала механизм образования новой фазы а отсутствие посторонних зародышей, пользуясь представлениями, развитыми Фольмером. Для простоты возьмем случай, когда образуется дисперсная система с жидкой дисперсной фазой. Если только система не близка- к критическому состоянию, возникновение новой (жидкой) фазы без сильного пересыщения невозможно. Причина этого заключается в том, что первоначально образующиеся мельчайшие капельки, необходимые для получения тумана со сравнительно большими частицами, обладают очень малым радиусом кривизны, вследствие чего давление пара у поверхности таких капелек весьма велико и они легко испаряются. Это становится более понятным из следующих рассуждений. [c.357]

Итак, мы установили резкую разницу в поведении зародышей и мицелл, а точнее — совершенно необычные свойства мпцелл, на первый взгляд, даже противоречащие термодинамике, Действительно, известные соотношения термодинамики поверхностных явлений — уравнение Кельвина для давления пара малых капель и уравнение Оствальда — Фрейндлиха для растворимости малых частиц (см,, например, [39])—требуют, чтобы химический потенциал увеличивался с уменьшением размера частиц. Но это асимптотические соотношения (для больших [c.246]

Давление пара регулируют по потокам при выделении сажеобразного кокса или при малой скорости движения потока с частицами зернистого кокса давление поддерживают в пределах 0,55—0,60 МПа, при средней скорости — 0,40—0,45 МПа и при высокой — 0,2—0,3 МПа. [c.189]

Химические реакции, при которых возможно образование аэрозолей, могут иметь самый различный характер. Так, в результате окисления при сгорании топлива образуются дымовые газы, содержащие продукты с весьма малым давлением пара. Смешиваясь с более холодным воздухом, эти продукты конденсируются и образуют топочный дым. Дымы получаются также прн сгорании фосфора на воздухе (возникают частицы Р2О5), при взаимодействие газообразного аммиака и хлористого водорода (образуются частицы NH4 I), в результате фотохимических реакций, например при освещении влажного хлора (возникает туман хлористоводородной кислоты), я т. д. Окисление металлов на воздухе, происходящее при различных металлургических и химических процессах, очень часто сопровождается образованием дымов, состоящих из частиц окислов металла, например окиси цинка, окиси магния и т. д. Стойкие туманы могут давать в смеси с воздухом такие вещества, как SO3 и НС1, Наконец, дым образуется при соприкосновении с влажным воздухом хлорида алюминия. Последний дымит. на воздухе потому, что между А1(31з и водяным паром происходит химическая реакция с образованием высокодисперсных частиц А1(0Н)з. [c.356]

Реальные катализаторы состоят из частиц различных размеров. Хорошо известно, что если возможно движение компонентов кристаллической решетки (лептонов), то можно гарантировать изменения, которые сводят до минимума поверхностную энергию. В отдельных частицах с низким парциальным давлением паров это может произойти только в результате изменения их геометрической формы (сглаживания) с образованием поверхностей с низкой энергией в агрегатах частиц, кроме того, происходит рост больших частиц за счет малых. Таким образом, значения 8, Ь н N уменьшаются, и чем меньше частицы, тем быстрее это происходит. Эти процессы, называемые в совокупности спеканием ( синтерингом ), должны быть замедлены, так как они всегда вредны для удельной активности кроме того, они, по-видимому, влияют и на селективность. [c.17]

При конденсации необходимо псрссыщенис, так как возникающие зародыши имеют большее равновесное давление пара (для жидкости) или большую растворимость (для твердых частиц) благодаря большой кривизне поверхности (малому радиусу частиц). Зависимость радиуса зародышей от пересыщения выражается уравнением Кельвина ( , 11). При образовании зародыша в случае лиофобных систем требуется затрата работы на создание новой поверхности. Учет этой работы и работы пересыщения дает следующее выражение для работы образования зародыша в таких системах [c.159]

Вант-Гоффа растворенное вещество при малых концентрациях его в растворе ведет себя как идеальный газ и потому имеет определен1юе парциальное давление, называемое о с м о т и ч е с к и м д а и-л е п п е м. Парциальное давление рас-творенного ьеи1,ества проявляется в ударах макромолекул о пористую перегородку н поверхностную пленку жидкости Как известно, парциальное давление паров растворителя над раствором и над чистым растворителем неодинаково. Поэтому при разделении раствора и растворителя пористой перегородкоГ молекулы раствори теля будут переходить через нее в раствор до тех пор, пока перешедшие частицы растворителя не создадут в раст]юре да1 -ления, равного осмотическому. [c.72]

Другим способом достижения развитой поверхности является увеличение пористости материалов. В промышленной практике пористость материалов может быть увеличена термическими, механическими, химическими и другими методами. Пористость адсорбентов характеризуют показателем их плотности. Различают истинную, кажущуюся и насыпную плотность адсорбента. Под истинной плотностью понимают массу единицы объема плотного материала (без учета пор). Кажущаяся плотность это масса единицы объема пористого материала. Насыпная плотность представляет собой массу единицы объема свободно лежащего слоя адсорбента, включая объем пор собственно в адсорбенте и в промежутках между частицами адсорбента. Пористые адсорбенты могут иметь макропоры, переходные поры и микропоры. Макропоры имеют средние радиусы в пределах 1000...2000 А (А = м) и удельную поверхность (поверхность, отнесенную к единице массы адсорбента) 0,5...2 м /г. Малая величина удельной поверхности свидетельствует о том, что макропоры не играют заметной роли в величине адсорбции, однако они являются транспортными каналами, по которым адсорбируемые молекулы проникают в глубь гранул адсорбента. Переходные поры имеют эффективные радиусы в интервале от 15... 16 до 1000...2000 А, что значительно превышает размеры обычно адсорбируемых молекул. Удельные поверхности переходных пор могут достигать 40 м /т. Переходные поры заполняются полностью при достаточно высоких парциальных давлениях пара сорбируемого компонента. Средние радиусы микропор находятся в области ниже 15... 16 А. По раз- [c.88]

Капиллярное давлвгме. Увеличение давления в жидкости, обладающей выпуклой формой, и вызываемое этим повышение давления пара над жидкостью имеют существенное значение для коллоидной химии. Эти эффекты особенно сильно проявляются при диспергировании фаз, так как поверхность получаемых коллоидных частиц обычно характеризуется большой кривизной. Допустим, что участок ДО искривленной поверхности (рис. 22), разделяющей две фазы объемом и Уг- настолько мал, что оба его главных радиуса кривизны и Ла постоянны во всех его точках. Температура Т и объем системы V = 1 + V постоянны. Если ДО [c.83]

Аналогично равновесное давление пара жидкости над малыми каплями выше, чем над крупными и в тумане происходит постепенное укрупнение капель за счет испарения мелких и конденсации пара на более крупных. Примеры зависимости свойств от размеров частиц вещества можно продолжить. Укажем только на скачкообразное повышение реакционноспособности на определенной стадии измельчения, приводящее, например, к взрывоопасности смесей с воздухом таких плохогорючих веществ, как сахар, мука и др. [c.255]

Наличие развитой поверхности у малых частиц обусловливает необходимость затраты энергии на их образование как путем измельчения (диспергирования) макроскопических фаз, так и при выделении (конденсации) новых дисперсных фаз из гомогенных систем. Избыточная поверхностная энергия границ раздела обусловливает повьппение химической активности дисперсных фаз по сравнению с макрофазами. Это проявляется в увеличении растворимости дисперсной фазы в окружающей среде и повышении давления пара над малыми частица1ми тем большем, чем меньше размер частиц. [c.8]

Весьма интересно поведение аэрозолей, содержащих частицы жидкости с высоким давлением пара. Частицы таких аэрозолей могут упруго отскакивать друг от друга при столкновениях. Причина этого, как установили Б. В. Дерягин и П. С. Прохоров, заключается в испарении жидкости с поверхности капелек и образовании вследствие этого диффузноконвекционного газового потока, препятствующего коалесценции капель. Расчеты. подтвердили, что давление пара, возникающее в результате такого испарения, вполне достаточно, чтобы неограниченно долго препятствовать слиянию двух капелек жидкости, находящихся в непосредственной близости (при условии по- полнения испаряющейся жидкости) Интересно, что если предотвратить испарение, например путем насыщения окружающего воздуха парами той же жидкости, то капли тотчас коалесцируют. Повыщения агрегативной устойчивости эмульсий и суспензий вследствие растворения дисперсной фазы в дисперсионной среде никогда не наблюдается очевидно, это можно объяснить тем, что диффузия в жидкой среде протекает с очень малой скоростью. [c.349]

Явление спекания частицы при скоростном нагреве может оказать и другое влияние на процесс сжигания мелкозернистого топлива. Как уже отмечалось, образование пленки полукокса на поверхности частицы приводит к созданию давления газов и паров внутри частицы. Если температура пламени высока и соответственно скорость нагрева частицы велика, то внутри нее образуется высокое давление паров, которое может вызвать взрыв частицы с выбросом газов и паров смолы в горячую зону. Этп газы и пары смолы тотчас подвергаются пиролизу с образованием саяш. При малом избытке кислорода выброс сажи будет вызывать неполноту сгорания и неравномерный ход процесса горения [35]. [c.150]

На основании ур-ния Кельвина рассчитывают заполнение капилляров или пористых тел при капиллярной конденсации. Т. к. значения р различны для частиц разных размеров или для участков пов-сти, имеющей впадины и выступы, ур-ние (3) определяет и направление переноса в-ва в процессе перехода системы к состоянию равновесия. Это приводит, в частности, к тому, что относительно крупные капли или частицы растут за счет испарения (растворения) более мелких, а неровности пов-сти некристаллич. тела сглаживаются за счет растворения выступов и залечивания впадин. Заметные различия давления пара и р-римости имеют место лишь при достаточно малых (для воды. [c.310]

В фотохимическом конденсационном методе пары вещества, освещенные надлежащим образом, образуют аэрозоль из продук та реакции, обладающего исчезающе малым давлением пара Фотохимическое образование аэрозолей было обнаружено Тиндалем много лет тому назад Направляя пучок света через трубку, содержащую смесь воздуха, паров бутилнитрата и хлористого водорода, он заметил, что свет вызывает химическую реакцию, приводящую к образованию аэрозоля По мере медленного увеличения размера частиц аэрозоль начинал рассеивать свет Хорошо известный конус Тиндаля был впервые описан в этой работе [c.41]

Три новых метода получения аэрозолей заслуживают краткого упоминания, хотя систематических работ по ним сделано еще мало По первому вещество с очень низкой петучестью переводится в пар при нагревании его концентрированного раствора в подходящем растворителе в запаянной трубке до температуры выше критической температуры растворителя Поспе исчезновения мениска пары растворителя и растворенного вещества равномерно распределяются по трубке Как показали Уолтон и Томс если дать смеси паров быстро расшириться и одновременно разбав тять их воздухом, то таким способом можно получать аэрозоли из веществ, имеющих очень низкое давление пара Нагревая концентрированный водный раствор хромата калия выше критической температуры воды до тех пор пока трубка не взорватась авторы получили аэрозоль хромата калия в котором большинство частиц името размер порядка 1 мк Этот метод, пригодный для получения [c.42]

Ряд примеров по гидратированным аморфным типам кремнезема был описан в гл. 1. В действительности такие вещества представляли собой силикагели, в которых поры были настолько малы, что содержавшаяся в них вода имела очень низкое давление пара. Подобные силикагели образуются в том случае, когда раствор поликремневой кислоты с низкой молекулярной массой, например раствор кубического октамера, рассмотренный в гл. 3, испаряется при низком значении pH. Если это значение после концентрирования до стадии образования геля составляет 2, то частицы остаются при этом неагрегн-рованными. После высушивания образуется плотная масса, [c.758]

В соответствии с этим выражением, в малом зародыше поры должно создаваться огромное давление. Действительно, как показано в ряде работ, чистые жидкости, даже насыщенные газом, но освобожденные от твердых частиц, выдерживают отрицательные давления более 10 МПа [29, 30] или нагревание на 50—80 °С выше температуры кипения. Обычно считают, что зародышами пор являются микропузырьки газа или плохо сма-зиваемые поверхности твердых частиц, которые в большом количестве содержатся в реальных системах. Чтобы возникший каким-то образом микропузырек мог существовать, должны выполняться обычные условия равновесия фаз равенство давлений, температур и химических потенциалов внутри и вне пузырька. Давление пара над вогнутой поверхностью жидкости, и, следовательно, значение константы Генри зависят от радиуса пузырька [30]. Однако уже для R 1 мкм это влияние пренебрежимо мало. Для очень малых зародышей оно может быть заметным. В дальнейшем константа Генри будет считаться постоянной для разных R. В реальных высоконаполненных систе- [c.166]