Степень пересыщения растворов

Одним из основных вопросов, решаемых при расчете кристаллизаторов, является описание кинетики кристаллизации, состоящей из стадий создания пересыщения, -образований зародышей и роста кристаллов. Она также зависит от перекристаллизации осадка, коалесценции и дробления кристаллов в результате столкновения между собой и со стенками аппарата. На кинетику массовой кристаллизации существенно влияют температура, степень пересыщения раствора, перемешивание, наличие примесей, физикохимические свойства раствора, конструкция аппарата и т. д. Детальное описание явлений и факторов, сопровождающих процессы массовой кристаллизации из растворов и газовых смесей, дано в монографии [17]. Важное значение имеет также описание условий равновесия между сосуществующими фазами (твердое вещество—жидкость, твердое вещество—газ (пар)). На основании условий фазового равновесия в первом приближении возможен выбор необходимого растворителя для процессов кристаллизации, а также перекристаллизации. [c.90]

При низких степенях пересыщения раствора рост кристаллов преобладает над их образованием, и в результате получают крупные кристаллы. Это наблюдается на II ступени процесса получения и-ксилола (перекристаллизации осадка -кристалла с высокой его концентрацией — 80—90%) при температурах значительно более высоких, чем эвтектическая. [c.100]

Высокая степень разложения фосфатов, равная 0,99 дол. ед., достигается всего за 1—1,5 часа. Практически процесс экстракции продолжается до 4—8 часов. Это необходимо для образования крупных кристаллов сульфата кальция, которые легко фильтруются и промываются для извлечения фосфорной кислоты небольшим количеством воды. Образование крупных кристаллов способствует также перемешивание системы, незначительный избыток серной кислоты, снижающий степень пересыщения раствора и постоянство температуры процесса. [c.284]

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]

На скорость кристаллизации оказывает влияние ряд факторов степень пересыщения раствора, его температура, образование зародышей кристаллов, интенсивность перемешивания, наличие примесей и др. [c.634]

Растворимость кристаллов обычно увеличивается при нагревании и подкислении растворов, что используют для замедления выделения кристаллов и улучшения их формы. При этом также уменьшается степень пересыщения раствора. Химический состав осадителя может влиять на форму кристаллов. Например, осаждая кальций в виде его оксалата раствором щавелевой кислоты, получают кристаллы, отличающиеся по форме от кристаллов, получаемых при осаждении оксалатом аммония. Получение характерных кристаллов имеет значение для об- [c.128]

Какие цели преследуют созданием определенных условий при осаждении кристаллических осадков Каковы эти условия Какую роль при осаждении играет а данном случае степень пересыщения раствора относительно осаждае мого сс единения [c.159]

Испарение воды — восьмой фактор — приводит к прямому повышению концентрации солей и, следовательно, к увеличению степени пересыщения раствора. Этот фактор наиболее сильно сказывается на высокотемпературных промысловых объектах, таких, как погружной электродвигатель, теплообменные аппараты на установках подготовки промысловой продукции и т. д. Интенсивное выпаривание пластовой продукции может происходить и при низких температурах при газлифтном способе добычи нефти, так как [c.234]

Один из возможных механизмов заключается в том, что вначале образуется кристаллический зародыш, затем линейные размеры кристалла увеличиваются. Для образования кристаллов малых размеров скорость образования кристаллических зародышей должна быть высокой, а скорость линейного роста кристаллов — малой. Скорость образования кристаллических зародышей тем больше, чем больше степень пересыщения раствора или переохлаждения конденсирующейся газообразной фазы. Скорость линейного роста кристаллов тем больше, чем больше концентрация вещества, которое кристаллизуется, и чем выше температура. Отсюда следует, что для образования кристаллов коллоидной степени дисперсности необходима большая степень пересыщения растворов. Для практически нерастворимых веществ этого достигнуть нетрудно. [c.386]

Температура кристаллизации в общем оказывает положительное влияние на скорость роста кристаллов. При более высокой температуре сни-жаетсй вязкость раствора и, следовательно, облегчается диффузия. Однако в большей степени влияние температуры отражается на увеличении числа зародышей, что, как известно, приводит к образованию более мелких кристаллов. При положительной растворимости с повышением температуры кристаллизации уменьшается степень пересыщения раствора, что, в свою очередь, вызывает снижение движущей силы процесса. [c.636]

Размер кристаллов. Более крупные кристаллы получаются при медленном их росте и наибольших степенях пересыщения раствора. Существенное влияние на размер кристаллов оказывает перемешивание раствора. С одной стороны, интенсивное движение раствора облегчает диффузионный перенос вещества к граням кристаллов, способствуя их росту, с другой стороны, вызывает образование зародышей, т. е. накопление мелких кристаллов. Таким образом, перемешивание раствора порождает два противоположных явления. Нахождение оптимальной скорости движения раствора, определяющей желаемое соотношение между производительностью кристаллизатора и требуемыми размерами кристаллов, является одной из важнейших задач рациональной организации процесса массовой кристаллизации. Для ряда кристаллизуемых веществ эти соотношения найдены экспериментально. [c.636]

Степени пересыщения растворов фуллерена С60 в четыреххлористом углероде и толуоле при образовании кластеров скрытой фазы , характеризующихся размером 2-г/6 [c.80]

Внещняя форма кристаллов зависит от типа кристаллической решетки вещества. Существует 32 вида симметрии идеальных кристаллов. Реальная фЪрма кристаллов, образующихся при массовой кристаллизации, зависит от условий проведения процесса (наличия примесей, температуры и скорости ее изменения, степени пересыщения раствора и интенсивности его механического перемешивания и т. д.). Отдельные кристаллы образуют агрегаты или кристаллические сростки различной формы. Кроме того, в зависимости от внешних условий один и тот же раствор может давать различные кристаллы (явление полиморфизма). [c.134]

Уп>1. Если же степень пересыщения раствора достаточно высока, то после возникновения в нем кристаллических зародышей на последних начинается выделение твердой фазы — массовая кристаллизация. [c.150]

Обладая значительной, по сравнению с молекулами кристалла, кинетической энергией, молекулы жидкости не могут образовать сколько-нибудь устойчивый агрегат, и всякое случайное скопление молекул, образовавшееся благодаря тепловому движению, быстро распадается. При понижении температуры, а следовательно, при уменьшении кинетической энергии молекул образовавшиеся скопления молекул становятся более устойчивыми. Таким образом, при некоторой температуре возможно появление кристаллических зародышей. Такое скопление становится основой будущего кристалла. Когда зародыш очень мал и когда значительная доля его молекул приходится на молекулы поверхностные, то он неустойчив и может снова исчезнуть. Это происходит от того, что молекулы, находящиеся в поверхностном слое, обладают большим запасом потенциальной энергии, чем внутренние молекулы. Если зародыш достигает значительных размеров и число поверхностных молекул становится ничтожным по сравнению с числом внутренних молекул, то зародыш не исчезнет, а растет за счет молекул переохлажденной жидкости. Этому способствует увеличение концентраций и соответственно степени пересыщения раствора. [c.230]

Наблюдая кристаллизацию солей из пересыщенных растворов, можно заметить, что она начинается тем скорее, чем выше степень пересыщения раствора. Следовательно, избыток вещества в растворе способствует появлению в нем кристаллических зародышей. Подобное явление наблюдается и в процессах электрокристаллизации, происходящей во время электролиза, но в этом случае образованию [c.179]

Рис. 1. Глобальный фазовый портрет для первой технологической схемы Так как система стремится к равновесию, то в следующий момент времени система стремится избавиться от пересыщения, выкристаллизовывая дигидрат сульфата кальция и тем самым уменьшая в растворе концентрации СаО и SO.V При уменьшении концентрации SO3 кристаллизация затормаживается вследствие уменьшения степени пересыщения раствора по СаО. Возникают условия для роста тонкой и рыхлой сульфатной пленки и тем самым создаются условия для повышения концентрации СаО за счет процесса разложения апатита и для повышения концентрации SO3 за счет торможения кристаллизации дигидрата сульфата кальция и поступления SO3 в экстрактор. Возникшее пересыщение по дигидрату сульфата кальция за счет повышения концентрации СаО и SO3 вызывают нарост и образование кристаллов дигидрата сульфата кальция, что приводит к падению концентрации СаО в последующий момент времени. Таким образом, в системе

Самопроизвольное образование ядер кристаллизации без посева кристаллов. Для появления ядер кристаллизации может требоваться значительная степень пересыщения раствора. [c.69]

Например, если смешать равные объемы 1 М раствора и 1 М раствора 3 , результирующие концентрации каждого из этих ионов в момент смешения будут равны 0,5 моль/л, что приблизительно в 10 раз превышает концентрации данных ионов в насыщенном растворе РЬ8. Образуются зародыши кристалликов РЬ8 роль таких зародышей могут играть также случайно присутствующие в растворе частицы, например пыль, или специально вводимые в раствор частицы, называемые затравками . Скорость образования зародышей кристаллизации приблизительно пропорциональна степени пересыщения раствора. Если вначале в растворе присутствовали лишь отдельные зародыши или затравки , они могут вырасти до больших размеров по мере того, как растворенное вещество будет выводиться из раствора. При наличии в растворе большого числа зародышей кристаллизации, каждый из них в процессе образования насыщенного раствора вырастает лишь до сравнительно малых размеров. [c.280]

Широкое распространение в промышленности получили разнообразные по конструкции объемные кристаллизаторы с псевдоожиженным слоем кристаллов. Интенсивное перемешивание при псевдоожижении увеличивает массоперенос, что приводит к ускорению роста кристаллов. Степень пересыщения раствора при этом достаточно быстро снижается. Если температуры и гидродинамические условия одинаковы, то в этом случае с уменьшением степени пересыщения раствора скорость роста кристаллов увеличивается быстрее, чем скорость образования зародышей. Поэтому метод псевдоожижения применяют для кристаллизации относительно слабо пересыщенных растворов вблизи границы метастабильной области. При этом необходимо регулировать степень пересыщения, температуру, время пребывания кристаллов в аппарате. Более крупные кристаллы быстрее осаждаются на дно, а кристаллы меньших размеров продолжают расти в псевдоожиженном слое. Тем самым в кристаллизаторах с псевдоожиженным слоем кристаллов возможно регулирование их размеров. [c.306]

Турбулентный рел им перемешивания снижает таклсе степень пересыщения раствора в пограничном слое, что способствует образованию более крупных кристаллов сульфата кальция и, следовательно, более проницаемых пленок на зернах фосфата. Это в свою очередь ускоряет разложение. При неблагоприятном концентрационном и температурном режимах с помощью только интенсификации смешения невозможно значительно ускорить процесс разложения фосфата. [c.48]

При высоких степенях пересыщения раствора существует обратная зависимость, и получаются мелкие кристаллы (образование кристаллов опережает их рост). Поэтому на 1-й ступени кристаллизации размер кристаллов всегда меньше, чем на 2-й. На размер кристаллов оказывает влияние также длительность пребывания сырья в кристаллизаторе при более длительном — размер кристаллов увеличивается. Кроме того, средний размер кристаллов определяется также типом кристаллизационного оборудования, интенсивностью перемешивания раствора, температурным градиентом, вязкостью жидкой фазы и другими параметрами. Влияние этих факторов практически не изучено. Опыт промышленной эксплуатации показывает, что на 1-й ступени при применении скребковых кристаллизаторов средний размер кристаллов составляет 0,07-0,1мм. На 2-й ступени кристаллизации он больше и составляет 0,2 мм. В результате охлаждения исходной гомогенной смеси в кристаллизаторах получают две фазы жидкую и твердую, которые разделяют на специальных аппаратах. В производстве обычно используют центрифуги и в некоторых случаях вакуум-фильтры. [c.171]

Важнейшим из этих условий является медленное прибавление осадителя, которое необходимо также и для получения более чистого осадка BaS04. Благоприятно сказывается и повышение растворимости осадка в процессе его формирования, так как уменьшается степень пересыщения раствора относительно осаждаемого соединения и оно выпадает в виде более крупных кристаллов. Поэтому при осаждении BaS04 к раствору добавляют небольшое количество соляной кислоты. [c.166]

По мнению авторов, денрессаторы, будучи веществами поверхностно-активными по отношению к парафину, оказывают тормозящее действие на развитие кристаллов и препятствуют образованию новых кристаллических зародышей. Вследствие этого повышается предельная степень пересыщения растворов парафина в период кристаллизации, не вызывающая появления новых, кристаллических зародышей, что приводит к укрупнению образующихся кристаллических структур и к уменьшению их числа на единицу объема раствора. При этом кристаллообразование начинает идти не в направлении свободного роста протяженных индивидуальных кристаллов, а путем дендритной (агрегатной) кристаллизации с образованием компактных кристаллических скоплений, не спаянных друг с другом в единую кристаллическую сетку и по этой причине не способных иммобилизовывать всю массу раствора, что сказывается в виде понижения температуры застывания данного продукта. [c.19]

Скорость кристаллизации не является постоянной. Она изменяется во времени в зависимости от условий кристализации в широких пределах. Вначале скорость равна нулю (период индукции), потом достигает кратковременного максимума и снова уменьшается до нуля (рис. ХУ1-3). При сравнительно большой степени пересыщения раствора наблюдается резкий максимум скорости (кривая /). При малой степени пересыщения или наличии тормозящих кристаллизацию примесей период индукции достаточно велик и на кривой 2 наблюдается горизонтальный участок Та—т. т. е. максимальная скорость в течение некоторого времени имеет постоянное значение. [c.635]

Формула для расчета кристаллизационного давления учитывает многообразие условий его развития при росте кристалла в сторону препятствия Она отражает влияние вида материала ( ), размера грани кристалла - перемычки в зазоре между растущим кристаллом и препятствием (а) и степени пересыщения раствора (а) на абсолютные значения кристаляизационного давления. Если величина а), а, следовательно, и площадь контакта между новообразованием и препятствием малы, то и давление незначительно, ибо при а 10" м имеем [c.56]

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]

В результате роста зародыша степень пересыщения раствора уменьшается за счет перехода растворенного вещества в кристаллическую фазу и одновременно снижается растворимость частиц из-за увелинения их размеров. Уравнение (VHI,2) только в пер [c.226]

Согласно Тамману и Веймарну, образование дисперсной фазы в коллоидной системе при конденсации связано с двумя различными процессами возникновением зародышей (первичных частиц) и их последующим ростом. Зародыши могут возникать только при определенной степени пересыщения раствора. Их появление зависит от многих причин химических свойств реагирующих веществ, характера ассоциации атомов и молекул, вязкости среды, температуры и др. Зародыши захватывают вещество из раствора и продолжают расти до тех пор, пока не исчезнет пересыщение. Процесс роста связан со скоростью отложения растворенного вещества на зародышах и зависит иногда от скорости диффузии к поверхности частиц. [c.106]

Известны различные попытки классификации предельной относительной степени пересыщения растворов в зависимости от различных Лакторов. Наиболее полная классификационная система дана Л. Н. Матусевичем [128], который использовал для характеристики пересыщенного состояния в бинарйых растворах сингонию, валентность, гндратность и растворимость многих важнейших неорганических соединений. Шесть классификационных групп, расположенных в таблицах в порядке усиления )ффекта пересыщения, иллюстрируют правило Вант-Гоффа о связи пересыщения со структурой, соединения и дают некоторое представление об ожидаемом значении Однако такая классификация не позволяет предвидеть изменение этой величины при переходе от бинарных к многокомпонентным системам. [c.103]

Образование кристалла и последующий рост его имеют общую движущую силу — пересыщенность раствора. Пересыщение раствора достигается охлаждением его до некоторой температуры, пиже начальной точки кристаллизации. Требуемая степень пересыщения раствора изменяется в зависимости от системы. Она может быть настолько незначительной, что не поддается измерению в других же случаях она весьма значительна. [c.69]

В промышленных кристаллизаторах непрерывного действия образование и рост кристаллов происходят одиовремепно. Относительные скорости образования и роста определяют распределение получаемых кристаллов по размерам. Данные об этих скоростях, пригодные для проектных расчетов, практически отсутствуют. Однако детальное рассмотрение процесса позволяет сделать некоторые выводы, подтвержденные опытом эксплуатации промышленных кристаллизаторов. При низких степенях пересыщення растворов рост кристаллов преобладает над их образованием и поэтому получаются крупные кристаллы. При высоких степенях пересыщения существует обратная зависимость и получаются мелкие кристаллы. Как правило, для получения крупных кристаллов требуется низкая степень пересыщения, так как в противном случае независимо от типа применяемого оборудования и режима работы образуется слишком большое число ядер кристаллизации. Это неизбежно ведет к снижению производительности кристаллизаторов и необходимости в круппогабаритном оборудовании. Следовательно, задача сводится к достижению максимальной ироиз-водительности кристаллизаторов, совместимой с низкой скоростью образования ядер кристаллизации. Тип применяемого кристаллизационного оборудования, скорость перемешивания, температурный градиент, вязкость жидкой фазы й другие факторы определяют в весьма сложной форме степень пересыщения, которая допустима при необходимости получения крупных кристаллов. Однако оптимальный режим, требуемый для получения кристаллов заданных размеров, может быть выбран только па основе производственного опыта. [c.70]

Промывают небольшим количеством метилового спирта. Фильтрат переливают в коническую колбу и оставляют стоять при комнатной температуре. Примерно через 20 л ин., а иногда и позднее, даже через 3 часа, в зависимости от степени пересыщенности раствора, начинают выпадать кристаллы. Черар 48 час. кристаллы отфильтровывают, промывают небольшим количеством абсолютного этилового спирта и Сушат на воздухе. Выход 33—35 г (57—60% теоретич. примечания 2, 3 и 4). [c.88]

Большое влияние на скорость разложения фосфата в начальный период ока ывает интенсивность и продолжительность перемешивания реагентов п смесителе. Интенсивное перемеиш-вание обеспечивает однородность пульпы, снижает степень пересыщения раствора в пограничном слос, что способствует об разованию более крупных кристаллов сульфата кальция и, следовательно, более проницаемых пленок на зернах фосфата. Это, в свою очередь, ускоряет разложение. Чтобы избежать затвердевания реакционной пульпы в смесителях, продолжительность перемешивания должна быть пе более 5—7 мип. [c.225]

В момент образования BaSO степень пересыщения раствора может достигать 60 ООО, хотя для того, чтобы получить легко фильтруемый осадок, достаточно довести степень пересыщения лишь до 2000, контролируя должным образом концентрацию растворов. [c.203]

Причиной возникновения зародышей кристаллов в растворах является флуктуация концентраций, в результате чего образуются дозародыши кристаллов, представляющие собой скопления молекул или ионов растворенного вещества. Дозародыши могут быстро образовываться под действием теплового движения молекул раствора. В случае столкновения друг с другом такие скопления либо распадаются, либо укрупняются. Когда при укрупнении размер дозародышей достигает некоторой критической величины, образуются зародыши кристаллов. Начиная с некоторого критического размера г р, составляющего 0,5-5 нм, начинается быстрый рост зародышей и образование большого числа кристаллов различного размера. Чем меньше критический размер кристалла г р, тем больше должна быть степень пересыщения раствора. Эта закономерность выражается следующим уравнением [c.296]

При увеличении содержания в пульпе жидкой фазы степень пересыщения раствора сульфатом кальция при прочих равных условиях (растворимости, скорости перемешивания и др.) уменьшается. Это должно привести к замедлению дегидратации и увеличению размеров выделяющихся кристаллов ангидрита. При содержании в растворе 3 —7,5%504 , Ж Т = 6 1 и 80—100° выделяющиеся кристаллы ангидрита имеют размеры от ЗОХблк до бОХ 15 мк. [c.114]

Нейтрализация фосфорной кислоты известняком осложняется обильным выделением двуокиси углерода с образованием в слое пены очень мелких кристаллов дикальцийфосфата. Найдены способы, предотвращающие бурное вспенивание пульпы. При периодическом преципитировании суспензия известняка должна вводиться медленно, синхронно с разложением карбоната. Для уменьшения степени пересыщения раствора целесообразно после введения около 70% известняка в течение некоторого времени прекратить его подачу и затем продолжать осаждение. При непрерывном процессе следует вводить в первый реактор всю фосфорную кислоту и не больше 70% известняка, во втором реакторе производить только перемешивание пульпы и заканчивать осаждение в третьем реакторе, вводя в него остальное количество суспензии известняка. Такой же режим необходим и при осаждении преципитата известковым молоком. Несоблюдение этого приводит к осаждению мелких (5—50 т) кристаллов дикальцийфосфата. При раздельном введении суспензии известняка выделяются крупные кристаллы дикальцийфосфата длиной до 100—150 мк и до 50 мк шириной, большей частью собранные в конгломераты. При раздельном введении известкового молока образуются кристаллы примерно таких же размеров, но более тонкие. Очень мелкие кристалллы [c.237]

Далее, присутствие небольших по размеру коллоидных частиц, особенно в горячСлМ золе, который затем охлаждается, обеспечивает высокую степень пересыщения раствора, что вызывает быструю полимеризацию имеющегося мономерного кремнезема в момент контакта между коллоидной частицей и поверхностью (рпс. 1.17). Так, скорость осаждения увеличивается [c.131]

Для уменьшения степени пересыщения раствора нужно повысить растворимость осадка. Для этого осаждение проводят при нагревании из горячих растворов. Повышение температуры способствует быстрому растворению мелких кристаллов, и за счет этого увеличению крупных кристаллов. Кроме того, используют и другой фактор повьштения растворимости, а именно, понижение pH раствора, т. е. увеличение кислотности среды. Например, прн осаждении BaS04 добавляют HNO3, а осаждение кальция в виде оксалата ведут в кислом растворе. Для достижения возможно большей полноты осаждения в конце операции повышенную растворимость вновь понижают. Это достигается добавлением избытка осадителя и регулированием кислотности раствора. [c.225]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология