Насыщение, пересыщение, метастабильное и лабильное пересыщение

Насыщение, пересыщение, метастабильное и лабильное пересыщение [c.192]

На рис. 23-2 показана зависимость концентрации, соответствующей условиям растворимости (кривая 1) и пересыщения (кривая 2) данного вещества, от температуры. На этом рисунке можно выделить три области. Область I соответствует состоянию раствора до насыщения (ниже линии насыщения 1) кристаллизации в этой области не происходит. Пунктирная линия 2 делит область пересыщенных растворов на две части-на относительно устойчивую, или метастабильную, область II и неустойчивую, или лабильную, область III, в которой происходит массовая кристаллизация. [c.294]

Пересыщенные растворы с концентрациями, соответствующими области III, кристаллизуются очень быстро, почти мгновенно. В метастабильной области II пересыщенные растворы какое-то время остаются без существенных изменений, происходит только рост кристаллов, уже имеющихся в растворе. Следует отметить, что граница между областями II и III условна и зависит от ряда факторов, отмеченных выше. У растворов с резко возрастающей кривой растворимости при относительно небольшом снижении температуры насыщенного раствора от до 2 (см. рис. 23-2) состояние раствора изменяется по линии f z с выделением кристаллов по достижении концентрации с г, вследствие чего концентрация раствора снижается по линии с гс. Кристаллизацию подобных растворов целесообразно проводить их охлаждением, т. е. изо-гидрическим методом, что позволит быстро перевести состояние таких растворов от насыщения в благоприятную для кристаллизации метастабильную, а затем-в лабильную области. [c.294]

Диаграмма состояния растворов вещества в координатах концентрация — температура линией насыщения АВ делится на области ненасыщенных и пересыщенных растворов (рис. 38). В последней области вблизи линии насыщения существуют устойчивые или метастабиль-ные растворы и вне этой зоны — неустойчивые или лабильные растворы. Границы метастабильной области зависят от температуры раствора, скорости его охлаждения, перемешивания и других факторов. Пересыщенные лабильные растворы кристаллизуются мгновенно, а метастабильные существуют то или иное время без изменения. Это время называют индукционным (латентным, скрытым) периодом. Его длительность зависит от степени пересыщения, температуры, механических воздействий, перемешивания, вибраций. В зависимости от характера диаграммы состояния растворов выбирают метод кристаллизации и способ ее осуществления. Степень чистоты получаемого продукта при кристаллиза- [c.105]

Обменные реакции с участием простых ионов идут с большой скоростью, лимитируемой практически только скоростью поступления исходных веществ в зону реакции. Поэтому при простом слиянии, а тем более перемешивании двух концентрированных растворов (пусть тех же СаСЬ и КР), почти мгновенно проходящая реакция образования СаРг приводит к образованию раствора этого вещества, по концентрации в сотни раз большей, чем концентрация насыщения. Вообще, малорастворимые соединения имеют очень большую ширину метастабильной зоны. Если же раствор достигает лабильной области, то происходит множественное зародышеобразование, приводящее к появлению мелкокристаллического, а то и коллоидного материала. Предотвратить это можно, либо существенно замедлив поступление исходных веществ в зону реакции, либо использовав растворы пониженной концентрации. Второй вариант более прост, поэтому начнем с него. Для целого ряда физических исследований достаточно иметь кристаллы с размерами, не превышающими десятые и сотые доли миллиметра. Для получения таких кристаллов [Мошкин С. В. и др., 1980] требуется всего лишь чашка Петри с крышкой и пара стеклянных полосок толщиной 1 —1,5 мм. Приготавливаются две порции исходных растворов объемом по 5 мл с такой концентрацией, чтобы при их слиянии, т. е. на объем 10 мл, создавалось пересыщение, соответствующее 300—500%, т. е. 3—5 концентрациям насыщения. Растворы сливаются в колбу, которая встряхивается 5—10 с, после чего раствор выливается в большую емкость чашки Петри (крышку) с положенными в нее заранее упомянутыми полосками стекла. Затем меньшая емкость, донной частью вниз, вводится внутрь большой и ставится на стеклянные полоски. Кристаллизация идет в растворе, находящемся в узкой щели между донными частями емкостей. Возникающие кристаллы способствуют быстрому снижению пересыщения и прекращению зародышеобразования. Отсутствие контакта раствора с воздухом также уменьшает вероятность возникновения зародышей сверх тех, которые возникли при смешении. Через несколько часов кристаллизация заканчивается, крышка вынимается, раствор осторожно сливается, а его остатки оттягиваются фильтровальной бумагой. Без извлечения кристаллов этот метод успешно используется для изучения под микроскопом особенностей кристаллизации, в частности, гипса. [c.88]

Пересыщение по отношению к стабильному изотермическому состоянию насыщения может быть устойчивым и сохраняться в течение некоторого времени, если система не подвергается специальному воздействию (физическим импульсам, введению затравки и т. д.). Такое состояние может рассматриваться как метастабильное равновесие. Выше некоторого предельного уровня метастабильиого равновесия, условно определяемого в качестве границы Оствальда, возникает лабильное состояние, при котором идет самопроизвольное снятие пересыщения. [c.14]

Химические системы, подвергающиеся охладительной кристаллизации, проходят через три области состояний ненасыщенных, пересыщенных и насыщенных растворов. Область пересыщенных растворов, лежащая выше кривой растворимости, может быть условно разделена на лабильную и метастабильную. Вещества из пересыщенного раствора с концентрацией, соответствз щей лабильной области, кристаллизуются практически мгновенно. Из метастабильных же растворов кристаллизация обычно происходит при вмешательстве извне, например при введении затравочных кристаллов или интенсивном перемешивании. [c.151]

Так как кристаллы КаСг04 не содержат кристаллизационной НаО и сравнительно хорошо растворимы в воде, хромат калия не склонен образовывать устойчивые пересыщенные растворы. Благодаря малому температурному коэффициенту насыщенный при определенной температуре раствор легко переохлаждается. По данным исследований [27], насыщенные при 60—70 °С хроматом калия водные растворы допускают переохлаждения АГцщ на 33—34 °С. В то же время в интервале температур 10—40 °С достигаются относительные предельные пересыщения порядка 6—11%. Причем с увеличением температуры значения уменьшаются [22]. Следовательно, растворы КаСг04 обладают узкой метастабильной зоной и должны в основном кристаллизоваться из лабильных областей системы. [c.247]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология