Понятие о пересыщении

Ловицу принадлежит заслуга введения в обиход понятий пересыщение и переохлаждение. Ему, однако, еще не известна величина относительного пересыщения, которой обычно пользуются в наши дни. В цитируемой статье он особо останавливался на явлении пере--охлаждения, приводил историческую справку о наблюдении переохлаждения воды Фаренгейтом обсуждал роль переохлаждения в процессе выделения твердой кристаллической фазы из раствора. Он говорил и о пересыщении и в дальнейшем изложении уже не рассматривал различия между обоими явлениями. Он писал, например. [c.454]

Кристаллический зародыш может появиться и расти только в условиях, когда химический потенциал вещества в кристалле меньше химического потенциала того же вещества в исходной фазе паровой, растворе или расплаве. Поскольку химический потенциал не может быть непосредственно измерен, для определения условий образования зародышей и их дальнейшего роста пользуются понятиями пересыщения и переохлаждения. Для возникновения и роста кристаллов необходимо, чтобы исходная фаза была пересыщена или переохлаждена по отношению к возникающей в ней твердой фазе. При данной температуре газовую фазу называют пересыщенной, если ее давление Р превышает давление Р насыщенных паров твердой фазы. Пересыщение при этом выражают одним из следующих способов [c.249]

Обычное понятие пересыщения, которое определяет термодинамическую сущность роста кристалла, для роста посредством химических реакций оказывается неприменимым. Определение пересыщения как отношения количества вещества, находящегося в газовой фазе в виде соединения, к равновесному значению давления его пара при температуре подложки, не имеет смысла. [c.348]

Дайте определения понятиям насыщенный раствор , ненасыщенный раствор , пересыщенный раствор . [c.64]

Кристаллизация из раствора, как и кристаллизация из расплава,— сложный процесс, представляющий собой совокупность нескольких последовательно и параллельно протекающих стадий. Основными из них также являются стадии зарождения кристаллов и их роста. Но движущей силой процесса при этом будет пересыщение раствора, под которым понимается избыточная концентрация содержащегося в растворе вещества сверх его растворимости при заданной температуре в рассматриваемом растворителе. Причем оказывается, что образование центров кристаллизации и рост кристаллов в растворе имеет место лишь при определенном его пересыщении, т. е. используя для характеристики пересыщенных растворов понятие степень пересыщения Чп = уп/уи, где уп и Ун — концентрации растворенного вещества в пересыщенном и насыщенном растворах, можно утверждать, что образование центров кристаллизации не будет происходить не только при но и в некотором интервале [c.150]

Поскольку понятие насыщения раствора связано с равновесием процесса растворения, его можно относить только к определенным условиям раствор, насыщенный при одной температуре, может стать ненасыщенным (или пересыщенным) при другой. Таким образом, растворимость вещества является функцией температуры, а если вещ,ество газообразно, то и функцией давления газа над раствором. Чаще всего растворимость твердых веществ при повышении температуры увеличивается, а жидких и газообразных — уменьшается. [c.147]

В противоположность изложенной модельной химической теории теория пересыщения не конкретизирует природу и структуру активной поверхности, а, исходя из термодинамических понятий, выделяет в качестве типичных носителей особых свойств активной поверхности термодинамически неустойчивые состояния, обладающие избыточной свободной энергией. С этой точки зрения теория охватывает все типы особых активных структур, пики, ямы, ансамбли, слабые места решетки и т. п. и рассматривает в то же время химическую неоднородность как один из многих типов неравновесных состояний, имеющих кинетическое ростовое происхождение. [c.136]

Если рост граней кристалла при электроосаждении происходит за счет образования двухмерных зародышей на металле, ионы которого разряжаются, то необходимо определенное минимальное скоп.я ние частиц на поверхности осаждения. Для описания свойств такой системы вводим понятие о краевом натяжении р, которое является аналогом поверхностной работы. Формула Томпсона, связывающая критический радиус зародыша с величиной пересыщения, в этом случае примет вид [c.239]

Если пересыщение настолько велико, что рост грани определяется вершинами, а анизотропия скорости также достаточно велика, то первоначально плоская или почти плоская грань распадается, на ней появляются ориентации, все дальше отстоящие от средней исходной. Однако такое искривление ведет к возрастанию кинетических коэффициентов и, следовательно, к дальнейшему увеличению неоднородности пересыщения различных участков кристаллов. Именно это и обусловливает лавинообразную потерю устойчивости. При рассмотрении этого процесса понятие больше — меньше фактически относится к величинам параметра [c.174]

Зародышеобразование в растворе, когда необходимо определенное пересыщение по отношению к алмазной фазе (как это и осуществляется в эксперименте, как правило, за счет разницы в растворимостях графита и алмаза), в частности, для компенсации поверхностной межфазной энергии. В данном случае область (понятие линии здесь вообще лишено физического смысла) равновесия— это область метастабильности системы раствор углерода в расплаве по отношению к образованию алмазной фазы. [c.351]

Скотт делает, далее, следующий важный шаг. Он возражает против того, чтобы чистое кристаллическое твердое вещество рассматривалось в качестве гипотетического верхнего предела концентрации раствора, утверждая, что если в понятие этого предельного раствора должны быть включены свойства твердой-соли, то следует ввести представление о критическом объеме разрушения твердого вещества V. Скотт предложил метод определения величины V Для наших целей достаточно будет отметить, что силы сцепления достигают максимума при расширении кристалла от его нормального равновесного объема до F, а при дальнейшем расширении эти силы уменьшаются. Следовательно, при достижении объема V происходит переход от твердой кристаллической структуры к более подвижному жидкому состоянию, и можно предположить, что V соответствует гипотетической максимальной концентрации, достигаемой в (пересыщенном) растворе данной соли. [c.246]

Здесь П — пересыщение, под которым понимают разность между создаваемой или поддерживаемой в системе концентрацией целевого компонента с и равновесной концентрацией с, соответствующей определенной температуре системы П = с —с иногда используют понятие степени пересыщения, под которым понимается отношение П = с/с. [c.23]

Общая часть (30 часов на V (курсе), в которую входят следующие разделы сведения из истории катализа главные признаки и свойства катализа катализ и термодинамика некоторые понятия из статистической механики катализаторы и принципы их приготовления строение твердого тела неоднородность поверхности катализаторов электронные овой-ства катализаторов катализаторы и менделеевская таблица смещанные катализаторы промоторы яды носители главные методы исследования катализаторов теория промежуточных соединений мультиплетная теория электронные факторы в гетерогенном катализе теория пересыщения и теория ансамблей (читает акад. А. А. Баландин). [c.228]

В противоположность изложенной выше модельной химической теории активной поверхности, теория пересыщения не конкретизирует природу и структуру активной поверхности, а, исходя из термодинамических понятий, выделяет в качестве типичных носителей особых свойств активной поверхности термодинамически неустойчивые состояния, обладающие [c.43]

В монографии изложены общие теоретические представления об образовании и свойствах пересыщенных растворов. Приведены сведения об основных понятиях о пересыщении я переохлаждении, методах получения и очистки пересыщенных растворов и их свойствах. Описываются зависимости, характеризующие предельные пересыщения и переохлаждения, и даются сведения о влиянии на них и на степень устойчивости пересыщенных растворов вообще различных факторов (пересыщение, температура, содержание примесей, интенсивность перемешивания и т. п.). Рассмотрены различные взгляды на природу пересыщенных растворов и обсуждены их характеристики с точки зрения общей теории кристаллизации из растворов. В приложении содержится сводка данных о предельных пересыщениях и переохлаждениях растворов, полученных различными авторами. Библ. — 13-4 назв., рис. — 40, табл. — 26. [c.2]

Для объяснения некоторых явлений, наблюдаемых при росте кристаллов Леманом, использовалось понятие о пересыщении 11021. Оствальдом же были введены представления о метастабильных и лабильных растворах [117]. В дальнейшем эти представления развивались и исследовались многими авторами [56, 82, 104—107, 132-134]. [c.6]

Методика визуального наблюдения применяется обычно для хорошо растворимых веществ, обладающих большой скоростью роста возникающих зародышей. В ряде случаев первое видимое помутнение раствора замечается раньше, чем понижение его концентрации [193]. При средних пересыщениях растворов удается четко фиксировать визуальным наблюдением момент появления первого и последующих кристалликов. При больших пересыщениях момент появления первого кристаллика практически совпадает с началом лавинообразования . С другой стороны, при малых пересыщениях скорости роста зародышей малы, начало массовой кристаллизации наступает значительно позже момента появления первого центра кристаллизации, который можно заметить оптическими методами [12—17, 104]. Поэтому в данном случае понятия индукционного периода и момента появления первого центра кристаллизации не всегда совпадают. [c.78]

В данной модели, основанной на классическом расчете радиуса критического зародыша новой фазы (уравнение Толмэна), введено понятие межфазной толщины, равной диаметру молекулы растворителя. Степень пересыщения раствора, рассчитывается в зависимости от отношения радиуса частиц растворенного вещества к диаметру молекулы растворителя. [c.78]

Другим параметром, характеризующим пересыщение, является время сохранения метастабильиого равновесия без кристаллизации. Для описания этого параметра пересыщения разработано понятие об индукционном периоде [203]. [c.100]

Области метастабильностн в" и в показаны на рис. 85. Видно, что для сплавов, содержащих> 1 % Си, старение может происходить через всю последовательность превращений как при естественном старении при комнатной температуре, так и при искусственном при температуре в интервале 160—200 °С. Это возможно, если бы сплав имел структуру идеального кристалла без дислокаций и границ зерен. Однако выделения из реального пересыщенного раствора не могут быть даже качественно поняты, основываясь только на знаниях стабильных и метастабильных фазовых диаграмм. Знания роли дефектов решетки как мест зарождения являются необходимыми для понимания вида и распределения выделений в зависимости от температуры раствора, скорости закалки, пластической деформации, температуры старения и так далее. Дефектами решетки, которые влияют на зарождение и рост выделений, являются вакансии, дислокации, границы зерен и другие несовершенства структуры. [c.236]

Критическое пересыщение связано с запаздыванием начала кристаллизации по сравнению с моментом образования пересыщенного раствора (период индукции) [4]. Общепринятого определения понятия период индукции до настоящего времени нет. Взаимосвязь Скр—Ср с периодом индукции Тинд и скоростью создания пересыщения в периодическом процессе изогидрической (т. е. по-литермической с неизменным количеством растворителя) кристаллизации (при охлаждении раствора) показана на рис. 6.4. В первом квадранте процесс изображен в координатах концентрация С — температура ( и нанесены примерно параллельные зависимости Скр и Ср от температуры. В том же квадранте приведена рабочая линия процесса — от начальной точки 1 до момента начала гомогенной кристаллизации в точке 2 и окончания процесса в точке 3. В квадранте IV показан темп охлаждения раствора, на рисунке постоянный. По равновесным линиям квадранта I и линии охлаждения в квадранте IV с помощью вспомогательного квад- [c.326]

Твердые вещества могут давать однородные смеси, подобные тем, какие, например, дают спирг и иода. В таких однородных твердых смесях один компонент является как бы растворенным в другом, причем отношение растворенного твердого вещества к твердому растворителю может меняться при сохранении однородности. Вант-Гофф (Vant-Hoff) такого рода однородные смеси подвел под понятие твердые растворы . К таким твердым растворам относят сплавы металлов, изоморфные смеси, смешанные кристаллы, окрашенные кристаллы, стекла и т. п. Твердые растворы показывают многие свойства жидких растворов, и поэтому они подчиняются тем же законам, что и последние. Мы наблюдаем в них явления пересыщения (нарушение однородности), диффузию (проникновение углерода в фа)рфюр, в железо) и т. д. Ред. [c.356]

При учете поверхностной свободной энергии зародышей по отношению к среде, в которой они взвешены, было расширено понятие о термодинамическом равновесии двух фаз таким образом, чтобы зародыш данных размеров и формы находился в равновесии со средой при метастабильном состоянии последней, то есть при неустойчивости ее по отношению к уже сформировавшейся твердой фазе. В этом случае раствор, пересыщенный по отношению к кристаллу бесконечно большого размера, может оказаться ненасыщенным по отношению к кристаллу достаточно малого размера. Если последний не слишком мал по сравнению с размерами отдельных молекул, то поверхностную энергию кристалла, можно представить в виде произведения его поверхности (принимается, что кристалл имеет форму шара) на обычное поверхностное натянсение ст, соответствующее Полный термодинамический потенциал всей системы раствор А — кристалл В оказывается при этом равным [c.18]

Как известно, еще Гиббс в своем замечательном трактате о равновесии в гетерогенных системах выяснил факторы, определяющие стабильность пересыщенных систем. Однако лишь в 1926 г. Фольмер на этой основе построил свою известную теорию образования новых фаз и роста кристаллов, введя понятия о трехмерных и двумерных зародышах и связав их возникновение флуктуационным путем с проблемами скорости зародышеоб-разования и линейной скорости кристаллизации. Рассмотрев работу образования этих зародышей как энергию активации соответствующих процессов, Фольмер открыл путь количественной интерпретации фазообразования и кристаллизации. [c.4]

Эта связь была установлена лишь после того, как в 1934 г. Странским и мной было введено понятие средней работы отрыва , учитывающее отклонения от положения на половине кристалла , которые появляются в начале и в конце каждого ряда при растворении верхних слоев кристаллических граней. Этими отклонениями нельзя пренебрегать в случае кристаллов малых размеров. При помощи этого понятия стал возможен молекуляр-но-кипетический вывод основных термодинамических зависимостей, использованных в теории Фольмера, какими являются уравнения Томсона — Гиббса о давлении паров малых кристаллов уравнение Гиббса — Вульфа о равновесной форме кристаллов работы образования двумерных и трехмерных зародышей и другие. Мною и Странским, а впоследствии в более строгом — в математическом отношении — виде Беккером и Дёрипгом была дана молекулярно-кинетическая трактовка кинетики образования кристаллических зародышей и линейной скорости кристаллизации. Полученные при этом выражения содержат экспоненциальный член, в показателе которого фигурирует работа образования соответствующих зародышей в ее зависимости от пересыщения, [c.5]

Аналогично обстоит дело с введенными В. Оствальдом понятиями о метастабильной и лабильной областях, разделенных границей метастабильности. Сам он, как это вытекает из вышеприведенной цитаты, рассматривал проблему с двух точек зрения, и, наряду с предположением о реальной границе, допускал возможность непрерывного перехода, при котором граница, благодаря быстрому возрастанию со степенью пересьщения частоты образования зародышей, становится кажущейся. Новейшие данные говорят в пользу этой второй точки зрения однако, несмотря на это, понятие о границе метастабильности исключительно удобно для краткого пояснения некоторых явлений. Так, в случае паров и растворов с возрастанием пересыщения образование зародышей в большинстве случаев наступает столь внезапно и при этом столь обильно, что практически обнаруживается граница метастабильности. [c.22]

Общепринято характеризовать и сопоставлять растворимость безводных и гидратированных силикатов, исходя из суммарного содержания SiOg в растворе. Однако при исследовании механизма возникновения пересыщенных растворов в процессе гидратации вяжущих веществ (силикаты и алюминаты кальция), в состав которых входят гидролизующиеся анионы, целесообразно уточнить понятие растворимости, отличая истинную растворимость вещества. Растворимость характеризует содержащиеся в жидкой фазе продукты различной степени гидролиза. [c.230]

Уже предварительный этап — создание пересыщенного раствора или пара играет весьма важную роль для всего дальнейшего течения процесса. Как увидим ниже, абсолютная величина созданного начального пересыщения столь резко влияет на скорость кристаллизации или конденсации, что может изменять даже качественно весь характер процесса. Еще Оствальдом было поэтому произведено разделение пересыщенных растворов на метастабильпые и лабильные растворы и введено понятие о границе метастабильности , т. е. о наличии некоторого критического начального пересыщения, выше которого идет легко наблюдаемая спонтанная кристаллизация, а ниже которого при отсутствии затравки кристаллизация заметно не обнаруживается даже в течение довольно длительного времени. [c.91]

Проведенный нами теоретический анализ кинетики кристаллизационных процессов показывает очень резкую зависимость характера последней от величины начального относительного пересыщения. Нам кажется целесообразным наряду с предложенными Оствальдом терминами мета-стабильный и лабильный растворы ввести еще дополнительное понятие сверхлабильного пересыщенного раствора или пара. [c.118]

Приведенные мнения показывают, что склонность к пересыщению находится в прямой связи со структурбй и химическим составом вещества. То же можно сказать о переохлаждении. Представления о пересыщении в ряде случаев тесно переплетаются с понятиями о возникновении центров кристаллизации. Поэтому изучение пересыщенных растворов часто проводится параллельно с исследованиями по зародышеобразованию. Все, что способствует возникновению центров кристаллизации, препятствует образованию пересыщенных растворов. Детально влияние различных факторов на пересыщение рассмотрено в последующих главах., [c.11]

БЛОКИ МОЗАИКИ - участки монокристалла или зерна (субзерна) поликристалла, отличающиеся нена-рушеннот кристаллической решеткой и разориентированные (смещенные или повернутые) относительно друг друга на доли градуса. Характеризуют несовершенство кристаллической структуры, связанное с наличием дефектов в кристаллах. Совокупность Б. м. (рис.) образует мозаичную структуру кристалла, понятие о к-рой возникло в начале 20 в. при изучении отражения рентгеновских лучей кристаллами. Подобная структура образуется при криста.1лизации вещества из расплава, вследствие пластического деформирования материала, в результате. чартенситного превращения стали, при отпуске закаленных сплавов, распаде пересыщенных твердых растворов, облучении материала нейтронами и т. д. Эта структура влияет на протекание таких процессов, как диффузия, абсорбция, адсорбция и т. п. Границей между Б. м. служит система дислокаций, вдоль и вблизи к-рых кристаллическая решетка искривлена. Два блока, разделенные такой границей, разориентированы относительно друг друга на угол , связанный с расстоянием й между дислокациями и Блоки мозаики в кристалле. [c.146]

ТЕКСТУРА МЕТАЛЛА — преимущественная ориентация кристаллитов (кристаллических зерен) вдоль оси или плоскости симметрии поликристалла. Раз.тичают Т. м. аксиальную, при к-рой кристаллиты ориентируются относительно центра (оси) симметрии, и плоскую — с ориентацией кристаллов относительно особой плоскости и особого в ней направления. Аксиальная текстура наблюдается, нанр., в металлической проволоке после пластического деформирования (текстура деформации) или рекристаллизационного отжига (текстура рекристаллизации). Возникает она при кристаллизации металлов из жидкой или газовой фазы и при их взаимодействии с химически активными средами, напр, при коррозии металлов. Плоская текстура характерна для прокатанных металлов, нри ее описании учитывают пе только плоскость, но и направление прокатки, т. е. оперируют понятием полной Т. м., к-рую часто называют текстурой прокатки. Полная Т. м. образуется прн гомогенном распаде пересыщенных твердых растворов (см. Старение металлов), а также при мартенситных превращениях. Наличие текстуры в поликристаллических металлах с кубической решеткой приводит к анизотропии гл. обр. мех. и магн. свойств, а в металлах с гексагональной или тетрагональной ре- [c.509]

Процесс образования новой фазы из молекул водяного пара носит дискретно-цепрерывный характер. Структура кристалла сводится к непрерывно перемежающейся последовательности водородных и кислородных ионов, удерживающихся вместе электрическими силами, в связи с чем понятие молекулы как бы теряет свое значение, и весь кристалл может рассматриваться как одна громадная молекула. Энергией кристаллизации называется энергия, выделяемая при образовании кристаллической рещетки из свободных молекул пара, или, наоборот, энергия, необходимая Для разрыва всех связей в кристаллической рещетке, для разложения кристалла иа образующие его молекулы. При этом энергия кристаллизации, вообще говоря, мало меняется в зависимости от температуры. Однако не следует смешивать эту энергию с энергией перекристаллизации, выделяемой при образовании различных кристаллических систем, состоящих, из одних и тех же молекул. Образование сконденсировавшихся частиц из молекул пара на охлаждаемой поверхности, как показали опыты, происходит во всех случаях, когда в рассматриваемом объеме есть хотя бы очень малое пересыщение. [c.141]

Рост кристаллов. Реальный кристалл представляет собой многогранник, ограниченный определенным числом шшских поверхностей. При наличии пересыщения раствора образуется массовый поток кристаллизан-та к поверхности частиц. В силу своей физической природы идеальный кристалл увеличивает свои размеры послойно. Причем характер атомных связей в кристалле таков, что разные по строению грани растут по своим законам, т. е. в общем случае необходшю вводить несколько (по числу граней) зависимостей, определяющих изменение размеров кристалла. Подобная ситуация значительно усложняет расчет протекания массовой кристаллизации. В настоящее время теория массовой кристаллизации, учитывающая независимый рост нескольких граней кристалла, еще недостаточно разработана [8-10]. Поэтому на практике в основном используют понятие эквивалентного радиуса кристалла. Например, за радиус реального кристалла принимают радиус шара, объем которого совпадает с объемом кристалла. Ясно, что подобный подход носит ограниченный характер. В частности, при помощи него нельзя описывать исчезновение отдельных граней кристалла в [c.333]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология