Образование зародышей условия

Одним из основных вопросов, решаемых при расчете кристаллизаторов, является описание кинетики кристаллизации, состоящей из стадий создания пересыщения, -образований зародышей и роста кристаллов. Она также зависит от перекристаллизации осадка, коалесценции и дробления кристаллов в результате столкновения между собой и со стенками аппарата. На кинетику массовой кристаллизации существенно влияют температура, степень пересыщения раствора, перемешивание, наличие примесей, физикохимические свойства раствора, конструкция аппарата и т. д. Детальное описание явлений и факторов, сопровождающих процессы массовой кристаллизации из растворов и газовых смесей, дано в монографии [17]. Важное значение имеет также описание условий равновесия между сосуществующими фазами (твердое вещество—жидкость, твердое вещество—газ (пар)). На основании условий фазового равновесия в первом приближении возможен выбор необходимого растворителя для процессов кристаллизации, а также перекристаллизации. [c.90]

Известно, что кристаллизация из растворов включает в себя две основные стадии образование кристаллических зародышей и их дальнейший рост, взаимодействие между собой и с маточным раство-,ром. Соответственно, кинетика кристаллизации характеризуется двумя величинами скоростью образования зародышей и скоростью роста кристаллов. В зависимости от свойств веществ, условий проведения процесса и требований к конечному продукту обе или одна из этих стадий могут оказаться лимитирующими. [c.145]

На форму и размеры частиц, образующих структуру (каркас) консистентных смазок, химический состав масел оказывает очень малое влияние. Частицы мыл одного и того же химического состава в смазках в зависимости ет условий кристаллизации, дополнительной термообработки, вязкости масла и некоторых других факторов могут сильно различаться по форме и размерам. Чем больше вязкость масла, тем длиннее образуются кристаллы это связано с тем, что скорость образования зародышей новых кристаллов мыл меньше и больше растут уже образовавшиеся лентообразные частицы. Однако при очень больших вязкостях масла образования лент не происходит, а получается мелкозернистая масса. , [c.656]

Интенсивное перемешивание в условиях псевдоожижения увеличивает скорость подачи материала путем диффузии его к граням растущих кристаллов, что ускоряет их рост. При этом быстро уменьшается степень пересыщения раствора. При больших скоростях раствора, как известно, увеличивается скорость образования зародышей это может привести к снижению размеров кристаллов. При одинаковых температурах и гидродинамических условиях с уменьшением степени пересыщения скорость роста кристаллов возрастает в большей степени, чем скорость образования зародышей. Обычно таким способом осуществляют кристаллизацию относительно слабо пересыщенных растворов вблизи нижней границы метастабильной области, регулируя степень пересыщения, температуру. [c.642]

Первичное образование зародышей кристаллов зависит от характера вещества и внешних условий. К этим условиям в растворах, содержащих кристаллизующиеся углеводороды, относятся растворимость последних при данной температуре и степень насы- [c.131]

Доминирующая гипотеза о зарождении паровых пузырьков состоит в том, что они образуются в результате флуктуаций плотности жидкой фазы. Случайные образования ( зародыши паровой фазы ) получают дальнейшее развитие только в том случае, если удовлетворяется условие равновесия основных сил, действующих на них. К этим силам относятся силы давления окружающей пузырек жидкости и пара внутри пузырька и сила поверхностного натяжения самого пузырька. Если форма пузырька близка к сферической, то равновесие этих сил, определяемое соотношением Гиббса, принимает вид [c.213]

Осаждение при образовании катализатора происходит вследствие химической реакции при сливании растворов исходных компонентов. Переход растворенного вещества в осадок — совокупность двух процессов образования зародышей твердой фазы и роста кристаллов [7, 30] или укрупнения гелеобразных частиц при одновременном их осаждении. Каталитически активными формами являются термодинамически неустойчивые состояния веи ества, процесс образования которых следует проводить в условиях, далеких от равновесия. Кристаллизация ускоряется при понижении температуры. [c.100]

Образование зародыша пара в жидкости, находящейся при температуре, большей, или при статическом давлении, меньшем, чем в условиях насыщения, соответствует отклонению от метастабильного равновесного состояния. Для описания этой ситуации используется термин гомогенная нуклеация. [c.364]

Оптимальные условия для получения нефтяного углерода создаются при средних температурах коксования (450—480°С), когда скорости реакций деструкции и уплотнения, обусловливающие образование зародышей кристаллизации, соизмеримы с кинетикой роста мезофазы (см, с, 174). Повышение давления в системе и коэффициента рециркуляции сырья обычно способствует увеличению выхода, а также размеров кристаллитов сырых нефтяных [c.148]

При одном и том же содержании углеродных атомов в молекуле наиболее высокой температурой плавления обладают нормальные алканы, где дисперсионному взаимодействию подвергаются все углеродные атомы соседних молекул. С разветвлением структуры молекул такая возможность вследствие их иной ориентации понижается, что объясняет более низкую температуру кристаллизации. В твердом состоянии молекула алкана расположена упорядоченно, образуя кристаллы различной структуры, преимущественно большие агрегаты достаточно гибких кристаллов. Процесс кристаллизации складывается из двух стадий стадия образования центров кристаллизации (или зародышей) и стадия роста этих центров. Вторая стадия кристаллизации — многоступенчатый процесс, который по различным причинам (например, вследствие возникновения механических напряжений) может останавливаться на любой промежуточной стадии. Монокристаллы образуются только в особых условиях. Обе стадии кристаллизации сильно зависят от температуры. Понижение температуры благоприятствует образованию зародышей кристаллизации, но в то же время уменьшает молекулярную подвижность, а вместе с ней и скорость роста кристаллов. Поэтому температурная зависимость скорости кристаллизации проходит через максимум. Большинство алканов имеет несколько аллотропических модификаций, кристаллизуясь в гексагональной, триклинной, моноклинной и орторомбической формах. Некоторые [c.190]

И. Л. Гуревич с сотр. [59] считают, что активатор, не участвуя, по-видимому, в образовании комплекса, способствует растворению кристаллического карбамида, освобождая его молекулы от плотных тетрагональных молекулярных упаковок. В этих условиях создается новая жидкая фаза, необходимая-для образования зародышей комплекса карбамида. По мере-расходования растворенного карбамида на образование комплекса новая порция карбамида вновь растворяется в активаторе-и вступает в реакцию комплексообразования и т. д. [c.39]

Критическая энергия Гиббса образования зародышей кондеисации соответствует критической точке — максимуму функции АО — г). При этом условии уравнение (11.187) переходит в следующее [c.101]

В 1934 г. Фольмер и Флуд создали метод экспериментального исследования кинетики гомогенной конденсации пара в отсутствие инородных частиц, с помощью которого проверили изложенную выше теорию Фольмера. Эти исследования имеют большое принципиальное значение, так как они дали возможность оценить все параметры, определяющие фазообразование, что позволило проверить теорию в особо чистых условиях. Эксперименты проводились в камере Вильсона, заполненной воздухом, насыщенным парами исследуемой жидкости. При достаточно высокой степени адиабатического расширения пары охлаждались и конденсировались, в результате образовывался туман. Скорость образования зародышей контролировалась визуально по началу конденсации, т. е. по минимальному пересыщению, при котором появлялся туман. При этих условиях /о оказалось порядка единицы. Поскольку /о зависит от пересыщения 1п (рг рх) экспоненциально, этот при- [c.97]

Основные структурные элементы полимеров — цепные молекулы. Разнообразие их структуры и гибкость обусловлены различными типами молекулярной организации и механического воздействия. Для иллюстрации этого положения будут рассмотрены характерные элементы структуры и надмолекулярной организации аморфных и частично кристаллических полимеров. В литературе широко обсуждаются взаимосвязи между параметрами цепей кристалла (структура и регулярность их укладки), надмолекулярными характеристиками (степень кристалличности, структура кристаллической решетки, образование зародышей структуры, кинетика ее роста, дефекты) и внешними условиями нагружения [1—3], но эти вопросы не входят в основную тематику данной книги. [c.26]

Очевидно, снижение энергии образования зародыша паровой фазы приводит к уменьшению размеров единичного зародыша и повышению их общего количества, а следовательно, и увеличению площади испарения системы. Более того, в подобных случаях избыток тепла будет расходоваться на создание дополнительных центров зарождения новой фазы, а снижение межфазного натяжения улучшает условия перехода жидкости в пар вследствие понижения на молекулярном уровне энергии активации для преодоления пограничного потенциального барьера. [c.111]

Во-первых, понижение поверхностно-активного действия спирта при его избытке приводит к росту натяжения поверхностного слоя и как следствие ухудшению условий для образования зародышей паровой фазы и их роста. Количество зародышей в единице объема уменьшается, а их размеры увеличиваются. [c.113]

Конденсационный путь образования дисперсных систем связан с выделением новой фазы из гомогенной системы, находящейся в ме-тастабильном состоянии, например,кристаллизация из пересыщенного раствора, конденсация пересыщенного пара и т. п. Этот процесс протекает в том случае, если химический потенциал вещества в новой (стабильной) фазе меньше, чем в старой, метастабильной. Однако этот выгодный в конечном счете процесс проходит через стадию, требующую затраты работы, - стадию образования зародышей новой фазы, отделенных от старой фазы поверхностью раздела. Условия для возникновения зародышей новой фазы возникают в метастабильной системе в местах, где образуются местные пересыщения - флуктуации плотности (концентрации) достаточной величины. Радиус равновесного зародыша новой фазы связан со степенью пересыщения. [c.39]

Поэтому при малой скорости образования зародышей и быстром их росте образуется небольшое число крупных частиц, и наоборот, при большой скорости образования зародышей и медленном их росте получается коллоидная система с большим числом мелких частиц, разумеется, если условия подобраны так, что одновременно не происходит и интенсивной коагуляции частиц. [c.9]

Еще до образования зародыша кристаллизации — частицы размером Го — проявляется характерное свойство твердого вещества — образовать твердые тела, которые могут существовать в метастабильном состоянии, т. е. при положительном значении функции (Х.2). Но знак этой функции, как мы видели, зависит от соотношения величин ее первого и второго членов. Чем прочнее межатомные связи в строении образующегося твердого тела, больше его размеры и меньше свободная поверхностная энергия, тем больше при данных условиях первый и меньше второй члены, тем выше стабильность данного твердого тела. Таким образом, о стабильности твердого тела можно судить по величине отношения объемного и поверхностного членов уравнения (Х.2) [c.149]

Размеры образующихся частиц зависят от условий проведения процесса конденсации, в принципе — от соотношения между скоростями двух одновременно идущих процессов образования зародышей и роста их. Для получения мелких частиц (т. е. частиц дисперсной фазы в будущей дисперсной системе) необходимо значительное преобладание скорости первого процесса над скоростью второго. Практически такие условия создаются либо в весьма разбавленных растворах реагирующих веществ, либо, наоборот, в достаточно концентрированных растворах, когда образуется сразу много зародышей кристаллизации, не успевающих вырасти до больших размеров. В первом случае образуется золь (коллоидная система), во втором получается мелкокристаллический осадок, который можно в определенных условиях перевести в коллоидный раствор. [c.77]

Размеры образующихся частиц зависят от условий проведения процесса конденсации, в принципе - от соотношения между скоростями двух одновременно идущих процессов образования зародышей и роста их. Для получения мелких частиц (т. е. частиц дисперсной фазы в будущей дисперсной системе) необходимо значительное преобладание скорости первого процесса над скоростью второго. [c.39]

По данным ряда исследователей, величина кристаллитов очень мала и не выходит за пределы 4—10 элементарных кристаллических ячеек. В подходящих температурных условиях размеры кристаллитов могут увеличиваться до образования зародышей кристаллов. [c.197]

При построении количественной теории образования трехмерных и двумерных зародышей в процессе электрокристаллизации металлов М. Фольмер и Т. Эрдей-Груз исходили из представлений о механизме возникновения новой фазы из пересыщенных раствора или пара, согласно которым работа образования зародыша новой фазы тем меньше, чем меньше его размеры. Однако с уменьшением размеров зародыша возрастает химический потенциал слагающего его компонента, поскольку при малых размерах зародыша относительно велико число поверхностных атомов, обладающих повышенной энергией. При образовании новой фазы в равновесных условиях химические потенциалы каждого компонента в обеих фазах должны быть равны. Для выполнения этого условия необходимо повысить химический потенциал компонента в материнской фазе, что достигается при пересыщении раствора или пара по данному компоненту. Пересыщение — главная особенность процесса образования новой фазы. Степень пересыщения и размеры элемента новой фазы, который при этом может возникнуть и служит зародышем для роста больших кристаллов или капель, оказываются взаимосвязанными. Так, при образовании капель жидкости из пересыщенного пара радиус г капли определяется соотношением Томпсона [c.328]

Долгое время не удавалось экспериментально подтвердить правильность соотношений (62.12) и (62.16). Это можно объяснить, во-первых, тем, что реальная структура поверхности кристалла оказывается гораздо более сложной, чем предполагалось в теории Фольмера и Эрдей-Груза. Так, на кристаллической поверхности электрода имеются ступени атомной высоты s, выступы, или кинки к, реберные вакансии I и дырки h (рис. 169). Во-вторых, поверхность электрода в ходе электроосаждения непрерывно изменяется, а потому меняется истинная плотность тока, а следовательно, и перенапряжение. В результате обычный метод снятия стационарных поляризационных кривых имеет ограниченные возможности. Наконец, на практике стадия образования зародышей не всегда оказывается наиболее медленной. В зависимости от природы металла и условий опыта процесс электрокристаллизации может лимитироваться диффузией реагирующих частиц к поверхности, химическими реакциями в объеме раствора и на поверхности электрода, стадией разряда, а также поверхностной диффузией разрядившегося иона (адатома) и встраиванием его в кристаллическую решетку. Поэтому количественная проверка изложенной теории оказалась возможной лишь после того, как в 50-х го- [c.331]

Согласно современной теории образования в гомогенной среде зародышей новой фазы, этот процесс является флуктуационным. Условия образования зародышей твердой фазы выражает уравнение [c.411]

Образование зародышей возможно при условии, когда Сг>с . Из пересыщенного раствора может быть получена высокодисперсная система только в том случае, если скорость образования зародышей намного больше, чем скорость их роста У2, т. е. У >У2-В противном случае образуются крупные частицы, которые не обладают кинетической устойчивостью и выпадают в осадок. [c.411]

Зародыш представляет собой небольшую группу атомов (молекул или других структурных единиц) с правильным и характерным для стабильного при новых условиях кристалла расположением. Образование зародышей можно рассматривать как возникновение дисперсной системы, изучаемой коллоидной химией. По последовательности расположения частиц в зародыше происходит дальнейшая ук )адка слоев частиц и рост ядер. [c.224]

Большой практический интерес представляет выбор в качестве модификаторов структуры твердых углеводородов веществ, не ухудшающих эксплуатационные свойства церезинов. Из теории кристаллизации расплавов известно, что при наличии в них примесей или специально введенного компонента, обладающих кристаллографическим сродством к кристаллизующейся фазе, эти вещества могут являться зародышами кристаллизации твердой фазы. В производственной практике подобные вещества имеют большое значение, так как с их помощью можно управлять процессами кристаллизации. Для интенсификации обезмасливаиия в качестве таких веществ [109] исследованы индивидуальные н-алка-ны с числом атомов углерода 20—24. При выборе условий введения этих углеводородов в суспензию петролатума, полученного при переработке западно-сибирских нефтей, показано, что в отличие от депрессорных присадок более эффективно вводить их сразу после термообработки раствора петролатума. Следовательно, н-алканы принимают участие в образовании зародышей кристаллов. Эффективность н-алканов как модификаторов структуры твердых углеводородов оценивают по тем же показателям, что и в случае применения депрессорных присадок при обезмасливании петролатума. [c.182]

Исследуем устойчивость процесса массовой кристаллизации в кристаллизаторе MSMPR при условии образования зародышей гомогенным или гетерогенным путем. [c.330]

Для получения высокодисперсной промывочной жидкости таким способом необходимо, чтобы раствор был пересыщенным по выделяемой фазе, и в нем надо создать условия, обеспечивающие одновременное возникновение огромного числа зародышей дисперсной фазы. При этом скорость образования зародышей должна быть намного больше скорости роста кристаллов. Практически это достигается путем введения химических реагентов (КМЦ, крахмала, КССБ и др.) при сильном перемешивании. Происходит не только достижение требуемой дисперсности, но и закрепление этого состояния, стабилизация системы. [c.41]

Внешняя целостность жидкого тела является до некоторой степени кажущейся, На самом деле оно пронизано множеством поверхностей разрыва, которые при отсутствии растягивающих внешних усилий не успевают развиться, однако спонтанно исчезают в одних местах, одновременно возникая в друтих и образуя в теле, в каждый данный момент времени совокупность микрополостей (кавитаций) в виде трещин, дырок и т.п. Возникновение и исчезновение этих микрополостей является результатом флуктуаций плотности, связанных с тепловым движением. Подобные флуктуации несколько искажают однородность тела в малых объемах, не нарушая ео существенным образом. В макроскопически однородном теле до некоторых граничных внешних условий yп e твyют лишь гомофазные флуктуации. При этом не исключается существование гетерофазных флуктуаций, приводящих при незначительном изменении внешних условий к образованию зародышей новой фазы, например возникновению в жидкости твердой фазы при пониженных температурах, либо паровых пузырьков — при повышенных (естественно, при соответствующих других внешних условиях). Причем значения этих температур находятся вблизи температур застывания (помутнения), либо кипения жидкости. [c.87]

Иногда для изучения свойств коллоидов очень существенным условием является получение монодисперсных систем с одинаковыми или близкими по размерам частицами. Такие монодисперс-ные золи получаются за счет раздельного проведения процесса образования зародышей и процесса их роста. При получении зародышей образуются различные по величине, но очень маленькие частицы. Если этим частицам затем дать возможность расти в одинаковых условиях, то прирост их массы будет одинаков. Поскольку этот прирост велик по сравнению с массой зародышевых частиц, разница в массе полученных укрупненных кристалликов будет относительно мала. [c.11]

Здесь мы воспользовались более сложным, чем обычно, способом вычисления работы образования равновесной капли с применением й-потенциала по следующим соображениям. Прежде всего применение Q-потенциала точно соответствует условиям перехода между двумя состояниями с равными химическими потенциалами, вероятность которого вычисляется. В результате работа в точности соответствует этой вероятности, равной ехр (— AJkT), что в свою очередь отвечает формуле Фольмера для стационарной скорости образования зародышей I ехр — AJkT). Переход при постоянном химическом потенциале означает, что количество вещества изменяется, система открыта и расход вещества на образование равновесных капель компенсируется вводом в систему эквивалентного количества вещества, так что парциальное давление в системе поддерживается постоянным. Эта ситуация соответствует представлениям Фольмера о стационарном характере процесса [c.273]

Относительное пересыщение, необходимое для спонтанной кристаллизации, помимо прочих условий, существенно зависит от формулы соединения. В то ремя как при осаждении сульфата бария для образования зародыша необходимо как минимум два иона, минимальное число ионов для квасцов и нитрата хрома равно четырем, а в случае фосфата бария их даже пять, что значительно снижает вероятность зародышеобразования. [c.201]

Р. Каишев, Е. Будевский и сотрудники показали, что уравнения (УИ1.101) и (УП1.Ю2) выполняются только при особых условиях проведения электрокристаллизации (монокристаллические бездислока-ционные грани, электролиз с использованием импульсов тока или потенциала определенной длительности и формы). На реальных элект-)одах стадия образования зародышей не является лимитирующей. 3 зависимости от условий скорость электроосаждения определяется диффузией ионов к поверхности электрода, стадией разряда ионов, поверхностной диффузией разрядившегося иона (такой ион называют адионом или адатомом) или стадией встраивания адиона в кристаллическую решетку. Особую роль в процессах электрокристаллизации играет наличие винтовых дислокаций, ступеней атомной высоты и макроступеней. Часто при электрокристаллизации используют не простые, а комплексные элактролиты. В таких условиях могут оказаться медленными химические стадии диссоциации комплексных ионов, предшествующие процессу осаждения металла. [c.208]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология