Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Термодинамические основы образования зародышей новой фазы

    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]


    Единой теории и общепринятых представлений о химическом механизме и физико-химических основах процесса образования углерода нз газовой фазы нет. Обзор существующих точек зрения содержится в книгах [6—9]. Однако каков бы ни был химический механизм процесса, он должен подчиняться физико-химическим закономерностям образования новой фазы. В частности, возникновение углерода в виде сажи должно подчиняться закономерностям образования новой дисперсной фазы, т. е. определяться двумя одновременно протекающими процессами образованием зародышей и их ростом. Причем лимитирующим должен быть процесс образования зародышей [10—12]. Таким образом, возникновение сажи аналогично образованию твердой дисперсной фазы при конденсации. В этом смысле механизмы образования сажи и снега аналогичны. Однако лежащая в основе образования сажи химическая реакция разложения углеводорода приводит к глубокому качественному различию процессов образования сажи и новой фазы при конденсации, протекающей в отсутствие химической реакции. Это различие определяется прежде всего механизмом образования зародыша. При конденсации зародышем являются возникающие в результате флуктуаций частицы, состоящие из нескольких молекул. Подобная частица не может быть зародышем сажевой частицы, так как она не может дать начало химической реакции, сопровождающейся выделением углерода. Такой частицей может быть только осколок молекулы, т. е. радикал. Причем этот радикал должен быть способен вступить в реакцию с исходной молекулой углеводорода с образованием нового, более тяжелого и богатого углеродом радикала. Это различие объясняется следующими причинами. При конденсации размеры зародыша определяются пересыщением системы. Если размеры частицы меньше критических, то равновесное давление пара над ней больше, чем давление в газовой фазе, и ее рост за счет конденсации невозможен. Такая частица термодинамически неустойчива и не только не может расти, но неизбежно должна распасться. [c.9]

    Внутреннее строение рассматриваемых систем, особенно пересыщенных растворов, изучено пока недостаточно. Па основании рентгеноструктурного изучения жидких металлов [71] в последних при температурах, близких к температурам кристаллизации, установлено наличие группировок ближнего порядка, которые являются, по-видимому, основой для зарожде шя центров кристаллизации. Современные структурные представления о растворах электролитов [72] указывают на существование в них квазикристаллической упорядоченности молекул в пределах первых двух-трех координационных сфер. Естественно полагать, что структура пересыщенных растворов отличается от структуры стабильных ненасыщенных растворов, но тем не менее на.иичие ближнего порядка в структуре растворов не вызывает сомнений. Представляется очевидным, что в предкристаллизационный период действие МП стабилизирует молекулярные группировки ближнего порядка, флуктуирующие в объеме исходной фазы, что способствует возникновению центров кристаллизации. Падо полагать, что влияние МП на образование зародышей новой фазы в метастабильных и термодинамически открытых системах связано с процессами, происходящими па уровне сложных гетерофазных образований, где весьма малые энергетические воздействия МП могут вызвать значительные эффекты. [c.77]


    Первоначально в идеально однородной системе присутствуют лишь возмущения термодинамического происхождения. Поэтому остается открытым вопрос о времени развития макровозмущений, первоначальная амплитуда которых определяется термодинамическим спектром флуктуаций. Строгое описание зарождения и эволюции крупномасштабных возмущений возможно лишь на основе существенно нелинейных моделей, учитывающих взаимодействие возмущений разного масштаба. Примером моделей такого рода могут служить кинетические уравнения образования и роста зародышей новой фазы, которые являются возму- [c.137]

    В качестве примера может служить метод, позволяющий распространить термодинамический подход на объекты весьма малых размеров 12.16.18-21,52.53 5 основе метода лежит прием, использованный ранее для тонких жидких пленоксогласно которому для объектов малой величины избыток свободной энергии связан не только с его поверхностью, но и относится к объекту в целом. Это дает возможность рассматривать объекты, размеры которых не позволяют выделить в них объемную и поверхностную части. Принято, что для достаточно малых капель отступление от аддитивного распределения термодинамических потенциалов (в частности, свободной энергии) уже не может быть выражено с помощью одного члена пропорционального площади раздела фаз [уравнение (1.18)], а требует добавление новых членов, зависящих от размера объекта. Капиллярные эффекты, отражаемые этими дополнительными членами, названы эффектами второго рода. При учете капиллярных эффектов второго рода Щербаковым получены следующие уравнения для работы образования зародышей [c.27]

Смотреть страницы где упоминается термин Термодинамические основы образования зародышей новой фазы: [c.240]    [c.240]   
Смотреть главы в:

Коллоидная химия 1982 -> Термодинамические основы образования зародышей новой фазы

Коллоидная химия 1992 -> Термодинамические основы образования зародышей новой фазы



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Зародыш

Зародыши новой фазы

Образование зародышей



© 2025 chem21.info Реклама на сайте