Конденсационное образование новой фазы

Конденсационное образование новой фазы [c.94]

Конденсационное образование новой фазы характеризуется скоростью ее образования, равной числу частиц, самопроизвольно образующихся в единице объема за единицу времени. Если частицы данного вида, например водяные капли, могут образовываться несколькими способами, то скорость / этого процесса представляет собой сумму соответствующих парциальных скоростей /о, /у,. .. отдельных процессов [c.95]

Синтез лиофобных дисперсных систем (суспензий, золей, в том числе аэрозолей, эмульсий) осуществляют методами диспергирования и конденсации. Диспергирование твердых и жидких веществ в выбранных средах проводят в шаровых и коллоидных мельницах, мельницах вибропомола, ультразвуковых установках и др. Эффект диспергирования усиливается при введении в среду ПАВ (эффект Ребиндера). Конденсационные методы основаны на физической или химической конденсации атомов или молекул с последующим образованием новой фазы в виде дисперсных частиц, распределенных в объеме среды (газообразной, жидкой или твердой). [c.159]

Посторонние тела (гетерогенность) могут ускорять конденсационное образование новой фазы не только как мелкие частицы, играющие роль конденсационных ядер. Как показал еще Фольмер [61, работа образования зародыша на полностью или частично смачиваемой межфазной поверхности меньше Л . Поскольку твердая подложка обычно имеет неоднородную поверхность, про- [c.103]

Второй этап конденсационного образования новой фазы — рост кристаллов. Скорость роста кристаллов определяется разностью действующей концентрации вещества в растворе и равновесной концентрации этого вещества при той же температуре. Чем больше разность, тем быстрее растут кристаллы. [c.17]

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]

Рассмотрим влияние заряда иа процесс конденсационного образования новой фазы. [c.292]

Остановимся прежде всего на самом простом случае конденсационного образования аэрозольных частиц в очищенном от конденсационных ядер пересыщенном пространстве, т. е. на гом )ген-ном образовании новой фазы в пересыщенной системе. Созданная Фольмером [6 ] теория этого процесса лежит в основе всех более сложных случаев, рассмотренных ниже. [c.95]

Пены — концентрированные дисперсные системы типа Г/Ж — имеют значительно большее распространение и значение, чем га- зовые эмульсии. Они могут быть получены как диспергационными, так и конденсационными методами. Пена получается при барбота-же газа в жидкость из узкого отверстия — струя газа разрывается, образуя пузырьки. Пена образуется и при механическом перемешивании газа с жидкостью. Это можно наблюдать прн флотации, стирке и других процессах. Примерами конденсационного метода являются образование пены при пользовании пенным огнетушителем, в газированных напитках, насыщенных СО2. В этих системах пузыри газов образуются в виде новой фазы в результате химической реакции или выделения растворенного газа при повы-щении температуры или уменьшении давления. Устойчивость пен, как и эмульсий, обеспечивается с помощью стабилизаторов, в ка честве которых применяются ПАБ. [c.187]

Эти методы также основаны на конденсационном выделении новой фазы из пересыщенного раствора. Однако в отличие от физических методов, вещество, образующее дисперсную фазу, появляется в результате химической реакции. Таким образом, любая химическая реакция, идущая с образованием новой фазы, может быть источником получения коллоидной системы. [c.23]

В учении о фазовых равновесиях области метастабильных состояний часто именуются областями расслоения или разделения на две фазы. В действительности сами процессы разделения на две фазы гомогенных систем, попавших в эти области, могут протекать чрезвычайно медленно. В особенности затруднено разделение на две фазы стеклообразных гомогенных растворов. Правильнее поэтому говорить лишь о метастабильных состояниях, т. е. об относительной термодинамической неустойчивости этих систем. Это необходимо еще и потому, что образование новой фазы из равновесных стабильных систем невозможно. Коллоидные частицы новой фазы могут возникать только в пересыщенных, метастабильных системах. Отчетливое понимание этого обстоятельства является основой для целеустремленного использования конденсационных методов получения дисперсных систем и дисперсных структур, в частности высокомолекулярных. [c.59]

Прямое диспергирование не является ни единственным, ни наиболее эффективным способом получения дисперсий. Со времен Сведберга [8] в коллоидной химии различают другой общий метод получения дисперсных систем — конденсационный метод. Мельчайшие частицы, самопроизвольно возникающие в процессе конденсации — образования новой фазы из метастабильных (пересыщенных) паров, растворов или расплавов, — при определенных условиях образуют достаточно устойчивые коллоидные дисперсии. Образование новой конденсированной фазы часто проходит через стадию капель аморфной жидкости, под влиянием поверхностного натяжения приобретающих сферическую форму. Как показали 3. Я. Берестнева и В. А. Каргин [9], из пересыщенных растворов двуокиси кремния, двуокиси титана, пятиокиси ванадия, сернистого мышьяка, металлического золота и т. д. вначале возникают аморфные сферические частицы сравнительно большого размера лишь впоследствии они распадаются на более мелкие кристаллики. Явление самопроизвольного возникновения капель новой фазы с повышенной концентрацией растворенного вещества в процессе ее образования из метастабильных растворов высокомолекулярных соединений часто принято называть коацервацией [10—13]. Во всех этих случаях конденсационный метод приводит к образованию дисперсий, состоящих из изо-метричных частиц. [c.9]

Среди необратимо разрушающихся структур особое значение имеют структуры, получаемые конденсационным методом, т. е. возникающие в процессе образования новой фазы из метастабильных систем — пересыщенных паров, растворов и расплавов. Возникновение и рост зародышей новой фазы в условиях, когда еще сохраняется значительная степень пересыщения, создают возможность образования прочного сетчатого каркаса путем срастания и переплетения растущих частиц. В том случае, когда эти частицы представляют собой кристаллики, возникающие конденсационные структуры принято называть кристаллизационными. [c.27]

Наличие метастабильной, пересыщенной системы необходимо, но недостаточно для того, чтобы образование новой фазы приводило к возникновению конденсационных структур, а не дисперсий, состоящих из несвязанных частиц. Абсолютные значения концентрации исходных метастабильных систем должны быть таковы, чтобы выделившиеся частицы могли образовать непрерывный каркас. Для получения структур переплетения или прорастания растущие частицы должны быть весьма анизометричными. Наконец, существенным условием является отсутствие механического перемешивания. Если процесс идет с начала и до конца в покое, то срастание и переплетение частиц приводит к прочной структуре. Если новая фаза возникает при непрерывном механическом перемешивании, то срастание и переплетение могут дойти лишь до стадии сравнительно небольших агрегатов получится дисперсия, в которой возможно лишь коагуляционное структурообразование. [c.27]

С образованием высокомолекулярных конденсационных структур, как и вообще с образованием новых фаз из метастабильных высокомолекулярных систем, приходится сталкиваться очень часто. Как убедительно показал Папков [41, 42], студни (или гели ), получаемые при охлаждении растворов высокомолекулярных соединений, представляют собой структуры, возникающие в результате незавершенного расслоения , разделения на две фазы, т. е., пользуясь принятой нами терминологией, являются конденсационными структурами. [c.326]

В отдельных случаях, когда коагуляция частиц дисперсной фазы приводит к образованию сплошного пространственного структурного каркаса, охватывающего весь объем дисперсной системы, следует обратить особое внимание на понятие фазовой устойчивости, которая считается результатом потери системой агрегативной устойчивости. В этих случаях образуются конденсационные структуры с фазовыми контактами, являющиеся результатом срастания частиц с образованием качественно новой фазы. Подобные необратимые структуры отличаются повышенной прочностью и хрупкостью. Ярким примером рассматриваемого процесса является коксование, когда жидкая коксующаяся масса переходит в твердую пену — кокс, [c.24]

Иногда коагуляция высокомолекулярных дисперсий сопровождается частичной коалесценцией. При этом возникают сетчатые дисперсные структуры, необратимо разрушающиеся при механических воздействиях и по многим признакам напоминающие конденсационные структуры первого рода 149—51]. Такие необратимо разрушающиеся дисперсные структуры срастания не могут быть названы коагуляционными, так как они не обладают тиксотропией нельзя называть их и конденсационными, так как они возникают не в результате образования новых фаз их сходство с конденсационными структурами тем не менее должно учитываться [52]. Помимо латексных дисперсных структур [53, 54], к числу таких структур относятся, например, структуры, возникающие при кислотной [55], кальциевой [56] или сычужной [57, 58] коагуляции коллоидных частиц казеина. [c.327]

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]

Все конденсационные методы связаны с образованием новой фазы. В пересыщенном растворе, возникающем в результате той или иной химической реакции, образуются зародыши или центры кристаллизации. Если условия таковы, что зародыши могут вырасти до размеров более или менее крупных кристаллов, по лучается вещество в обычном кристаллическом состоянии. Если воспрепятствовать росту зародышей выше известной стадии, то получается вещество в высокодисперсном состоянии, в виде мельчайших кристалликов. При малых концентрациях это будет коллоидный раствор, при больших — студень. [c.303]

Конденсационно-кристаллизационные структуры возникают при образовании новой фазы в результате срастания ее зародышевых частиц, характеризуются высокими прочностью и хрупкостью. Они необратимо разрушаются и проявляют пластичность и высокоэластичность только в том случае, если этими свойствами обладают частицы дисперсной фазы, [c.133]

Данная глава касается преимущественно образования лиофобных дисперсных систем при этом предполагается, что их стабилизация тем или иным путем обеспечена. Наряду с изложением основ термодинамики дисперсных систем наибольшее внимание здесь уделено теории конденсационного образования таких систем в процессах выделения новой фазы из исходной метастабильной системы. Основные закономерности диспергирования рассматриваются преимущественно в заключительной гл. XI, посвященной физико-химической механике. [c.112]

Рассмотренные в предыдущих параграфах процессы возникновения и роста зародышей новых фаз лежат в основе конденсационных путей образования дисперсных систем. Образование систем высокой дисперсности по конденсационному механизму возможно, если, с одной стороны, возникает достаточно большое число зародышей новой, термодинамически более стабильной фазы и, с другой стороны, скорость роста этих зародышей лежит в области определенных (умеренных) значений. Для возникновения устойчивой несвязной системы необходимо также наличие факторов, препятствующих объединению (агрегированию) частиц дисперсной фазы. Подробно этот вопрос обсуждается в гл. IX. Дисперсность образующейся системы определяется соотношением скоростей возникновения и роста частиц дисперсной фазы, а для слабо стабилизованных систем — еще и скоростью процессов их разрушения (и временем, прошедшим после их возникновения). [c.134]

В гл. 1 мы показали, что дисперсные системы образуются либо при раздроблении большой фазы, либо при конденсации молекул в пересыщенной системе. Поэтому конденсационное образование новой фазы представляет собой чрезвычайно важный, фундаментальный вопрос коллоидной химии. К сожалению, теория этого процесса и его экспериментальное исследование далеки от своего завершения. В настоящее время наиболее удовлетворительные результаты получены для самого простого случая — образования новой фазы в газовой среде, т. е. образования аэрозоля. По этой причине в нашем кратком изложении мы ограничимся только примерами из области аэрозолей. Но чтобы подчеркнуть общее значение этого вопроса, мы решили в настоящем издании поместить его в об1цей части курса. [c.95]

Не описывая подробно эту и последующие работы (Зандер и Дамкёлер, 1943 г. Кларк и Родебуш, 1953 г.), отметим лишь, что они удовлетворительно подтверждают теорию. Разумеется, очень важно, чтобы в системе предварительно пе было никаких центров конденсации, на которых, как мы увидим далее, капли образовывались бы гораздо легче. Такая очистка легко осуществляется в камере Вильсона путем многократной конденсации при этом все конденсационные ядра, имеющиеся в газовой фазе, постепенно осаждаются, а критическое пересыщение, при котором начинается образование новой фазы, возрастает. Когда последнее достигает своего максимального значения, которое уже не меняется при повторной конденсации, можно считать, что очистка системы достигнута и налицо процесс фазообразования без участия конденсационных ядер. [c.98]

Конденсационные методы основаны на образовании пересыщенных систем. Например, влажный воздух охлаждается до температуры, при которой парциальное давление паров воды выше давления насыщенного пара при этой температуре (см. 12.6). При этом может начаться конденсация паров воды с образованием тумана. Другой вариант конденсационных методов — образование новой фазы путем химического превращения. Например, концентрированная соляная кислота в атмосфере, содержащей аммиак, дымит, поскольку выходящий из раствора в газовую фазу H l реагирует с аммиакам с образованием мелких частиц твердого хлорида аммония NH4 I. Добавление к кипящей воды нескольких капель концентрированного раствора РеСЬ приводит к образованию нерастворимого гидроксида железа (III) [c.320]

Все конденсационные методы связаны с образованием новой фазы. В пересыщенном растворе, возникающем в результате той или иной химической реакции, образуются зародыши или центры кристаллизации. Если условия таковы, что скорость образования зародышей велика, а скорость роста кристаллов мала, то в этом случае образуется множество кристаллов, достигающих размеров коллоидных частиц. В итоге получаются сравнительно монодисперсные золи. Наоборот, если скорость образования зародышей будет мала, а скорость их роста велика,растет небольшое число крупных кристаллов. Тогда небольшое число зародышей, возникших в начале процесса образования золя, вырастет к его концу до кристаллов больших размеров, между тем как кристаллы, растущие на зародышах, появившихся к концу процесса, останутся маленькими. В результате получается цол идисперсный золь . [c.305]

Чтобы научиться управлять конденсационным структурообразова-нием и получать пористые материалы с высокими механическими свойствами, необходимо изучить особенности процессов образования новой фазы из метастабильных высокомолекулярных систем. [c.81]

Процессы получения высокомолекулярных дисперсных структур (в особенности конденсационных) приобретают практический интерес в связи с возможностями получения разнообразных пористых материалов, обладающих сочетанием высокой проницаемости (например, паропроницаемости) с желаемыми механическими свойствами. Особенно эффективными оказываются способы, основанные на сочетании конденсационного структурообразования с другими путями формирования дисперсных структур. Так, Писаренко, Георгиева и Штарх [68] получили материал, сочетающий свойства латексных структур (высокую эластичность) со свойствами конденсационных структур поливинилформаля (устойчивая пористость). Авторы [69] показали, что сочетание вспенивания с отверждением пены путем формирования в стенках ячеек пены конденсационной структуры позволяет получать пористый пенополивинилформаль, отличающийся огромной водопоглощающей способностью (так как в нем удачно сочетаются две системы пор, сильно различающиеся по размерам). Воробьева [701 показала, что сочетание процессов образования новой фазы с особыми приемами управления ориентированной агрегацией выделяющихся частиц путем наложения переменного электрического поля позволяет получить систему сильно анизометрических частиц, сос- [c.328]

Дисперсные структуры с фазовыми контактами образуются, в самых разнообразных физико-химических условиях, в том числе при спекании и при прессовании порошков. Дисперсные структуры с фазовыми контактами, возникающие в процессе выделения (конденсации) новой фазы из метастабильных растворов или расплавов, принято называть конденсационными. Если при этом частицы, образующие структуру, имеют ярко выраженный кристаллический характер, то такие структуры называют конденсационно-кристаллизационными, или просто кристаллизационными (противопоставляя их конденсационным структурам из аморфных новообразований). Возникновение кристаллизационных структур лежит в основе получения поликристаллических металлов при литье и образования многих горных пород. В работах Е. Е. Сегаловой, В. Б. Ратинова, А. Ф. Полака и их сотр., раскрыта роль конденсационно-кристаллизационного структурообразования в процессе возникновения искусственного камня при твердении цементов и бетонов. Структуры такого типа образуются и при слеживании сыпучих, особенно сильно гигроскопичных материалов, т. е. при перекристаллизации, сопровождающейся разрастанием контактов между частицами, в условиях переменной влажности. Это осложняет многие [c.320]

Наиболее важной задачей является выяснение механизма и количественных закономерностей конденсационных процессов образования дисперсных систем в связи с кинетикой образования новых фаз и особенно твердых тел, развитие теории диопергирования твердых тел различного рода на основе современных представлений о механизме их деформации и разрушения, разработка общей теории структурообразования, возникновения и развития коагуляционных, конденсационных и кристаллизационных пространственных структур в дисперсных системах. Исследования в этой области должны привести к установлению связи особенностей таких структур, кинетики их дальнейшего развития и старения при различных условиях с их механическими свойствами (прочностью, упругостью, пластичностью, вязкостью). Большое научное значение этих задач неразрывно связано с различными важнейшими народно-хозяйствен- [c.334]

Конденсацнонно-кристадлизационные структуры. К этому типу принадлежат структуры, у которых срязи между частицами образованы за счет химических сил. Эти структуры возникают либо в результате образования прочных химических связей между частицами (конденсационные структуры), либо вследствие сращивания кристалликов в процессе выкристаллизовывания новой фазы (кристаллизационные структуры). [c.321]

Конденсационная структура может быть получена и при конденсации дисперсной фазы из пересыщенных паров, растворов или расплавов. При образовании и росте зародышей новой фазы из концентрированных пересыщенных систем может возникнуть непрерывный сетчатый каркас путем срастания и переплетения растущих частиц дисперсной фазы. Если эти частицы представляют собой кристаллы, возникающие структуры называют кристаллизационноконденсационными структурами твердения. [c.314]

Таким образом, для конденсационного получения золей необходимо, чтобы концентрация вещества в растворе превышала растворимость, т. е. раствор должен быть пересыщенным. Эти условия являются общими как для образования высокодисперсного золя, так и обычного осадка твердой фазы. Однако в первом случае требуется соблюдение особых условий, которые, согласно теории, разработанной Веймарном, заключаются в одновременности возникновения огромного числа зародышей дисперсной фазы. Под зародышем следует понимать минимальное количество новой фазы, находящееся в равновесии с окружающей средой. [c.25]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология