Скорость образования зародышей

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]

Скорость образования зародышей зависит от степени переохлаждения раствора. Ниже некоторого ее значения скорость ничтожно мала (вследствие высокой растворимости микроскопических зародышей). При слишком большом переохлаждении (относительно насыщения) скорость кристаллизации тоже уменьшается из-за высокой вязкости раствора, окружающего зародыши (рис. У-34). [c.398]

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]

В период ускорения реакции степень распада исходного вещества во многих случаях зависит от скоростей образования зародышей и их роста. Обычно можно допустить, что скорость роста зародышей постоянна. Тогда вид уравнения степени распада обусловливается в основном тем, в какой форме будет выражена скорость зародышеобразования. Из предположения, что одна полностью прореагировавшая молекула твердого исходного вещества [c.259]

Рассмотрим атомистическую теорию зарождения. Выше был изложен феноменологический подход к образованию зародышей, справедливый в области не очень высоких пересыщений, когда критический зародыш включает в себя многие десятки атомов и может считаться макроскопическим образованием, имеющим форму сферы, куба или параллелепипеда, обладающим поверхностной энергией. Однако при очень больших пересыщениях, когда размер критического зародыша приближается к атомному, использованный подход не обоснован. В этом случае скорость образования зародышей должна определяться из атомистических, а не макроскопических соображений. Наметим общие черты атомистического подхода, имея в виду прежде всего кристаллизацию на подложке, хотя эти черты сохраняются и при анализе образования зародышей в объеме. В изложении будем пользоваться рассмотрением, проведенным в [81]. [c.281]

Здесь Ai (О—общая масса кристаллов в момент времени t i t )—скорость образования зародышей m(t—i )—масса кристалла, зародыш которого образовался в момент f. В основе этой модели лежат следующие предпосылки а) объем пересыщенного раствора разделяется на N oo) элементарных ячеек, причем [c.297]

Образованию тонкодисперсных осадков благоприятствует повышение концентрации исходных реагирующих веществ, соответственно пересыщение, поскольку скорость образования зародышей нарастает с увеличением пересыщения быстрее, чем скорость роста частиц. [c.10]

Скорость образования зародышей в единице объема представим в виде [5, 16, 17] [c.330]

Образование зародышей может происходить путем самопроизвольной кристаллизации. При этом оба процесса (образование зародышей и рост кристаллов) протекают одновременно. Если скорость образования зародышей больше скорости их поста, получается большое количество мелких кристаллов. Если же скорость роста больше скорости образования зародышей, получается меньшее количество крупных кристаллов. Изменяя факторы, влияющие на скорость образования зародышей и скорость их роста, можно регулировать размеры кристаллов. Быстрое охлаждение, перемешивание раствора, высокая температура и низкий молекулярный вес кристаллов способствуют образованию зародышей и получению мелких кристаллов. Наоборот, медленное охлаждение, неподвижность раствора, низкая температура и высокий молекулярный вес способствуют процессу роста и получению крупных кристаллов. [c.513]

Скорость образования зародышей описывается предложенным Фольмером уравнением вида [c.9]

Скорость образования зародышей может быть увеличена путем повышения температуры, перемешивания раствора, внешних механических воздействий (встряхивание, удары, трение и др.). Большое влияние на процесс образования зародышей могут также оказывать шероховатость стенок кристаллизатора, материал мешалки, присутствие в растворе твердых тел с большой поверхностью (ленты, нити и др.) Закономерности процесса образования зародышей при промышленной кристаллизации устанавливают по практическим данным. [c.635]

При получении коллоидной системы скорость образования зародышей 1 должна быть велика, а скорость роста кристаллика ы мала, так как лишь в этом случае образуется множество кристалликов, каждый из которых соответствует коллоидным размерам. Наоборот, если скорость U мала, а скорость ыз велика, то все выделившееся вещество отложится на небольшом числе зародышей и в результате образуется сравнительно небольшое количество крупных кристаллов. [c.227]

Раствор подают в корыто вблизи его верхнего конца медленно протекая по корыту, он охлаждается вследствие потери тепла в окружаюш ую среду и частичного испарения. При медленном движении и охлаждении раствора скорость образования зародышей снижается. Кристаллы растут медленно, получаются крупными, размером от 3—-5 до 10—25 мм.. Механическое истирание кристаллов при перемешивании, почти устранено [c.639]

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]

Фильтруемость осадка зависит от размеров его частиц, которые в свою очередь определяются соотношением двух факторов скорости образования зародышей кристаллов и скорости роста кристаллов. [c.197]

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]

Из изложенного можно сделать вывод, что структура электролитических осадков определяется соотношением скоростей образования кристаллических зародышей и их роста, в котором основную роль играют диффузионные и пассивационные явления. Чем выше относительная скорость образования зародышей, т. е. чем больше образуется новых кристаллов в единицу времени, тем более мелкозернистыми должны быть осадки, и наоборот. Так как для образования кристаллических зародышей требуется более [c.337]

Экспериментальные данные и расчеты показывают, что для достижения измеримой скорости образования зародышей в отсутствие ядер конденсации необходимы очень высокие пересыщения — около 500 %, которые в природе (например, в атмосфере), как правило, не наблюдаются. Это дает основание предположить, что образование новой фазы обычно облегчается из-за наличия понижающих величину Ак, центров, которыми могут быть либо ионы, либо твердые и жидкие частицы. Прежде всего рассмотрим влияние ионов. [c.98]

В заключение отметим, что все теории фазообразования, которые мы затронули выше, не учитывают отклонения свойств малых фаз от свойств больших масс вещества. Поскольку зарождение новой фазы определяется скоростью образования очень малых частиц, естественно допустить, что подобные отклонения должны оказывать влияние на этот процесс. Основываясь на упомянутой поправке к уравнению Гиббса—Томсона, Щербаков и его сотрудники (1958—1961 гг.) произвели термодинамический анализ скорости образования зародышей в гомогенной системе и показали, что уравнение Гиббса—Томсона с поправкой приводит к выводу [c.104]

Работа образования сферического зародыша т. е. термодинамический барьер, определяющий частоту (или скорость) образования зародышей в объеме пересыщенных паров, была в свое время вычислена Гиббсом [ 1 ] в виде [c.270]

Как будет показано далее, это действительно наблюдается, однако обычно скорость образования зародышей на подложке выше, чем это предсказывает теория Фольмера [формула (4.21) гл. 4 с Л вместо Ah . [c.271]

Можно выделить и ряд других процессов, например процессы, контролируемые скоростью теплообмена (связанные, например, с выделением тепла и повышением температуры на поверхности раздела фаз), лимитируемые адсорбцией или возгонкой, контролируемые скоростью образования зародышей и др. Однако доля таких процессов в общей сумме твердофазовых реакций менее существенна. [c.215]

Согласно этой точке зрения скорость образования зародышей ui пропорциональна относительному пересыщению и может быть выражена уравнением [c.224]

Важно отметить, что в первом случае будут образовываться сравнительно монодисперсные золи, а во втором — полидисперс-ные. Действительно, при малой скорости образования зародышей и большой скорости их роста в начале процесса образования золей возникает небольшое число зародышей, которые к концу процесса вырастут до кристалликов больших размеров, в то время как кристаллики, образующиеся на зародышах, возникших в конце процесса, останутся маленькими. [c.227]

Рассмотрим модель кристаллизатора [27]. Изучается процесс кристаллизации в периодическом кристаллизаторе идеального смешения. Полагается, что выделение теплоты кристаллизации не изменяет температуры раствора и пересыщение раствора пропорцио-нально его концентрации Ас с— , t). Скорость роста т] считается зависящей от пересыщения раствора и размера кристалла, а скорость образования зародышей / — от пересыщения. Рост линейного размера кристаллической затравки при изменяющемся пересыщении описывается следующим образом [c.173]

Таким образом, в этих конструкциях пересыщение создается в зоне, свободной от твердой фазы, а снимается в псевдоожиженном слое кристаллов преимущественно на их рост (из-за наличия небольшого пересыщения, при котором скорость образования зародышей невелика). Кристаллы растут, медленно опускаясь вниз корпуса 1, и через выгрузное устройство 7 выводятся из аппарата. В этих конструкциях наблюдается частичная гидравлическая классификация кристаллов по размеру по высоте кристаллорастителя 1. Вот почему в рассматриваемой классификации кристаллизаторов данный аппарат относится к типу SPR. [c.211]

Зародышеобразование в растворах. Предэкспоненциальный множитель в выражении для скорости образования зародышей в растворе пропорционален квадрату плотности растворенного вещества п и потоку частиц на поверхности кристаллического зародыша, площадь которого пропорциональна Ала . В случае раствора этот поток определяется скоростями диффузии и пристройки частиц к зародыщу. Пристройка частиц требует разрывов их связей с растворителем, т. е. преодоления потенциального барьера. Этот процесс изучен очень плохо. Имеющиеся данные позволяют лишь оценить энергию активации для полного процесса доставки частиц в решетку макроскопического кристалла. Так, для роста грани [c.279]

Выражение для скорости образования зародышей на собственной подложке на поверхности имеет ту же структуру, что и (3.139). Предэкспоненциальный множитель В, однако, теперь имеет размерность см -с и несколько иной вид, так как если зарождение возможно вокруг любого из tis адсорбированных атомов (молекул, ионов) на единице площади поверхности, а новые частицы к зародышу присоединяются из объема среды, то для получения величины В в гетерогенном случае в выражении для В из (3.139) надо заменить п па п, п Апа на 2па — os0) (площадь шарового сегмента). При зарождении в растворах надо, кроме того, за- [c.280]

Вернемся к скорости образования зародышей. Пусть на единице поверхности имеется п( д) критических агрегатов из атомов. Критическим называют агрегат (комплекс), присоединение одного атома к которому превращает его в зародыш. Будем предполагать, что присоединение следующего атома к комплексу идет с преодолением лишь барьера поверхностной диффузии Ur, и присоединяются только атомы, адсорбированные на местах, отстоящих от края комплекса на расстоянии одного диффузионного скачка, т. е. на расстоянии порядка d. Если % — доля таких мест вдоль периметра, то на единице площади поверхности в единицу времени возникает, очевидно, J=l(nJno)vn(N,)Xexp —Ur,lkT) агрегатов с размерами, большими критического. Здесь п, — плотность числа одиночных атомов на поверхности rio d- — число мест адсорбции на единице площади поверхности (так что Z) vMo exp (—UJkT) — коэффициент поверхностной диффузии). Плотность n N ) числа комплексов критического размера на поверхности получается из закона действующих масс в применении к реакции образования комплекса из Л/3 адсорбированных атомов (x°(Na) Ч-ЛГ 1пХ X[ti(N,)ln ]==N,lXs- Отсюда имеем n(N ) =п ехр[—6Е (N ,)/кТ]. Выражая стационарную плотность атомов через время жизни их на поверхности т и интенсивность падающего потока /, получим [c.282]

При понижении температуры ниже температуры плавления, как следует из уравнения (VIII, 257), вероятность W образования зародыша увеличивается, а скорость О доставки веш,ества к зародышу уменьшается (рис. 98), Таким образом, при некотором определенном переохлаждении жидкости скорость образования зародышей становится максимальной. Опыты подтверждают эти теоретические соображения. Например, для органической жидкости пиретрип максимальная скорость образования кристаллических зародышей наблюдается при температуре на 90 ниже температуры плавления (т. пл. 129°). [c.379]

Кинетика образования новой фазы определяется двумя стадиями скоростью образования зародышей I и скоростью цх роста Уо. Для получения значительного числа зародышей необходимо, чтобы —Уо>0, только в этом случае возможно формирование коллоидного раствора. В случае —1 2<0 возникает меньшее число зародышей, выделяющееся вещество адсорбируется на сравнительно небольшом числе агрегатов. Введением различных веществ в систему предоставляется возможным регулировать значение Ау и его знак и таким образом стимулировать необходимое иаиравление процессов при физических и химических способах конденсации. [c.67]

Значительное увеличение вязкости прп поииженин температуры меньшает как скорость образования зародышей, так и скорость их роста. Поэтому, например, глицерин очень легко переохлаждается. 1 рп температуре замер.занпя его вязкость чрезвычайно высокая, что затрудняет движение молекул, необходимое для их правильной ориентации при флуктуациях плотности. [c.105]

При иаличин в переохлажденных ) и1дкостях или расплавах инородных ядер кондеисаинн резко снижается энергетический барьер зарождения новой ( )азы, уьеличивается скорость образования зародышей и вероятность образования кристаллической структуры. -, , [c.105]

Возможность изменять скорость образования зародышей и их рост позволяет управлять степенью днсиерсности в системе. При малой скорости образования зародышей и большой скорости их роста, что наблюдается при небольших пересыщениях или иереох даждеииях, возникает небольшое число крупных частиц. При большой скорости образования зародышей и малой скорости их роста, что происходит при больших пересыщениях, получается большое число мелких частиц. [c.106]

Из этого уравнения следует, что затрата работы тем меньше, чем меньше поверхностное натяжение и размеры зародыила. Окончательные размеры частиц дисперсиой фазы зависят от соотношения между скоростью образования зародышей и скоростью их роста, который самопроизвольно происходит в пересыщенных системах. [c.159]

В случае кавитации жидкости малой упругости пара при большом отрицательном давлении скорость образования зз1ро-дышей определяется вязкостью жидкости (а не ее скоростью испарения, как Деринг). Аналогичным методом может быть рассмотрена кристаллизация разбавленного раствора, где скорость образования зародыша определяется диффузией. [c.6]

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]

Это выражение было получено Томфором и Фольмером по методу Беккера и Дёринга. Оно позволяет рассчитать скорость образования зародышей на ионах при рСрт как функцию пересыщения. Однако окончательная формула имеет очень сложный вид, и поэтому мы удовлетворимся выражением (4.35) и напишем [c.102]

Простейшим случаем конденсации на ядрах считается тот, когда ядро обладает сферической формой и полностью смачивается, так что его можно рассматривать как подзародыш (Крыстанов, 1941 г.). Тогда скорость образования зародышей будет пропорциональна числу подзародышей в 1 см . Энергетический барьер, равный работе образования зародыша на смачиваемом ядре, вычисляется так же, как и в других, уже рассмотренных случаях, т. е. как сумма поверхностной и объемной работ изотермического образования зародыша [c.103]

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]

Все эти явления можно объяснить следующим образом. В сильно разбавленных растворах скорость кристаллизации невелика, так как для роста кристалликов к ним сначала должно продиффундировать растворенное вещество. В этих случайх за время, нужное для перехода всего вещества в кристаллическую фазу, образуется достаточно большое число зародышей. В очень концентрированных растворах скорость образования зародышей велика потому, что кристаллизация не может привести к быстрому использованию большого количества вещества и прекращению образования новых зародышей. В растворах средней концентрации скорости возникновения зародышей и кристаллизации примерно одинаковы, в результате чего и происходит образование относительно больших частиц. [c.227]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология