Центры кристаллизации пересыщения раствора

Так как пересыщенные растворы — метастабильные (не соответствующие истинному равновесию) состояния, они имеют тенденцию к самопроизвольному распаду, т. е. кристаллизации избытка растворенного вещества. Кристаллизацию пересыщенного раствора можно вызвать, внеся в него кристаллик того же вещества, которое в нем растворено. Иногда кристаллизация начинается и при попадании в раствор пылинок, при трении стенок сосуда под слоем раствора стеклянной палочкой, а также на царапинах на стенках сосуда. Во всех этих случаях центрами кристаллизации, от которых начинается выпадение кристаллов, оказываются твердые поверхности, около которых частицы растворенного вещества расположены примерно так же, как в кристаллах, которые должны выпадать из раствора. Образование пересыщенных растворов и их кристаллизацию при внесении затравки легко наблюдать, например, на растворах ацетата натрия или тиосульфата натрия (применяемого в фотографии под названием гипосульфит ). [c.87]

Чем больше относительное пересыщение, тем больше скорость образования центров кристаллизации и тем мельче будут образующиеся кристаллы. Для уменьшения числа центров кристаллизации в растворе в соответствии с формулой (8.1) необходимо уменьшить (Э и увеличить 5. По этой причине перед осаждением многих веществ раствор рекомендуется разбавить для уменьшения и нагреть для увеличения 5, а также ввести электролит, чаще всего соли аммония, для увеличения 5 или с этой же целью подкислить раствор. [c.147]

Помимо введения затравки , кристаллизацию пересыщенного раствора часто удается вызвать трением стеклянной палочки о стенки содержащего его сосуда. Действие трения сводится, по-видимому, к тому, что одна из отщепляющихся мельчайших крупинок стекла, подходящая по форме к данному кристаллу, становится первоначальным центром кристаллизации. Вероятно, этим же объясняются довольно часто наблюдающиеся случаи кристаллизации пересыщенных растворов под влиянием попадающих в них из воздуха частичек пыли. [c.127]

С точки зрения возможности появления твердой макрофазы важно не только количество образующейся дисперсной фазы, но и особенно размеры образующихся частиц. При кристаллизации размеры кристаллов определяются прежде всего скоростью образования центров кристаллизации. Статистическая вероятность возникновения центров кристаллизации, представляющих собой достаточно крупные группировки молекул, вблизи температуры насыщения очень мала. Кристаллические зародыши начинают появляться лишь по достижению в результате переохлаждения определенного пересыщения раствора. Связь между скоростью образования центров кристаллизации и переохлаждением системы выражается зависимостью /31/ [c.50]

Значение пересыщения в образовании центров кристаллизации. Пересыщением называется состояние жидкой фазы, при котором она содержит больше растворенного осадка по сравнению с тем, которое может существовать в растворе в равновесии с твердой фазой. Обычно — это неустойчивое состояние, особенно когда присутствует какое-то количество твердой фазы, яо некоторые растворы могут оставаться пересыщенными сравнительно долгое время. [c.212]

При концентрации кальция 10 шМ самопроизвольное осаждение фосфатов кальция происходит менее чем за несколько секунд. В области концентраций 3 мМ<Сса<10 муИ процесс осаждения протекает через гомогенное образование центров кристаллизации, если раствор достаточно свободен от посторонних частиц. Осаждение может продолжаться от нескольких минут до нескольких часов в зависимости от наличия различных примесей в пересыщенном растворе. В области концентраций Сса от 2,5 до 3,0 мМ центрами образования кристаллов могут служить частицы пыли или неровности на стенках реакционного сосуда или на поверхностях электрода. При концентрациях Сса ниже 2,5 мМ стабильные пересыщенные растворы можно приготовить, постепенно добавляя раствор хлорида кальция к разбавленным растворам фосфатов с последующим доведением pH до 7,40 разбавленными растворами щелочи или кислоты. Пересыщенные растворы сохраняют устойчивость в течение нескольких часов или дней, до тех пор, пока не будут введены специальные образователи центров кристаллизации. [c.18]

Дальнейшее осаждение идет на подготовленные дублеты и триплеты, которые в результате протекания собирательной кристаллизации разрастаются в изолированные друг от друга островки-гранулы. При этом образования новых центров кристаллизации не происходит. Этот процесс аналогичен кристаллизации пересыщенных растворов. [c.48]

В раствор порций осаждающего реагента не появляются новые центры кристаллизации, новые агрегаты. Раствор некоторое время остается в пересыщенном состоянии. [c.99]

Особой тщательности требует работа с веществами, склонными образовывать пересыщенные растворы. При охлаждении растворов таких веществ кристаллы долго не выделяются главным образом вследствие отсутствия центров кристаллизации. Последующее выделение продукта из сильно пересыщенного раствора происходит слишком быстро, что создает неблагоприятные условия для правильного роста кристаллов. Некоторые соединения в отсутствие центров кристаллизации склонны выделяться из растворов в виде масла. Очистки вещества при этом, как правило, не происходит, даже если масло при дальнейшем понижении температуры затвердевает. Правильное проведение процесса в этих случаях может быть обеспечено путем стимулирования кристаллизации. [c.118]

Крупным успехом в развитии теории кристаллизации явилось открытие вторичного зародышеобразования, занимающего одно из главных мест в непрерывных высокопроизводительных системах, в которых пересыщение раствора для устойчивой работы мало. Особенно интенсивно идет образование центров кристаллизации, если маточный кристалл приходит в контакт с другими объектами столкновение со стенками аппарата, мешалкой, столкновение кристалла и т. п. [c.39]

Опишем процесс массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы с учетом контактного вторичного зародышеобразования. Контактное зародышеобразование [30, 33, 38—41] осуществляется посредством маточных кристаллов, если они сталкиваются с другой поверхностью, которой может быть поверхность других кристаллов или стенок кристаллизатора и мешалки. Контактное зародышеобразование вызывает у исследователей значительный интерес, так как вклад его в образование кристаллов наибольший среди всех других видов зародышеобразования [35, 33, 39]. В опубликованных исследованиях для этого типа зародышеобразования контакт достигался или скольжением кристалла вдоль наклонной стеклянной поверхности, погруженной в пересыщенный раствор того же самого вещества [30], или столкновением с мешалкой, или же контрольным ударным контактом между кристаллической затравкой и прутком, сделанными из различных материалов [33, 40]. Существует непосредственная корреляция между числом образовавшихся зародышей и энергией удара при постоянной площади соприкосновения. Авторы работ [33, 42] отмечают сильную зависимость скорости контактного зародышеобразования от пересыщения и предлагают объяснение этого механизма новые центры образуются в жидкой фазе около кристалла или происходят из затравочного кристалла в результате истирания при соударении, при котором от поверхности кристалла откалываются маленькие кусочки, но выживают и получают право на дальнейший рост только те, размер которых больше критического для данного пересыщения. Изучению влияния на контактное зародышеобразование размеров затравочных кристаллов и интенсивности перемешивания посвящены работы [40, 43]. [c.47]

Подобным же образом влияют эти эффекты и на образование пересыщенных растворов и переохлажденных жидкостей. Внесение затравки новой фазы или введение других частиц, которые могут служить центрами ее образования, всегда вызывает самопроизвольно протекающий переход в устойчивую форму (например, засахаривание сиропов и варенья). Самопроизвольное образование центров кристаллизации (и вообще центров выделения новой фазы) определяется вероятностью образования соответствующих сочетаний молекул или ионов и связано с явлениями флюктуации. (Кинетику этих процессов мы рассмотрим в 202). Работы 3. Я- Берестневой и В. А. Каргина показали, что и при образовании кристаллической фазы из раствора зародыши ее часто возникают первоначально в виде аморфных частиц, которые с большей или меньшей скоростью переходят в кристаллическое состояние. [c.361]

Кристаллизация твердых углеводородов начинается с выделения из пересыщенного раствора зародышей кристаллов. При дальнейшем охлаждении раствора кристаллизация протекает на уже образовавшихся центрах кристаллизации (рис. 50). Для получения в процессе кристаллизации крупных кристаллов необходимо, чтобы число зародышей, образующихся в начальной стадии охлаждения, было невелико, так как дальнейшая кристаллизация прс исходит на этих центрах. При большом числе зародышей образуется мелкокристаллическая структура. [c.158]

Образование зародышей. Зародыши, или центры кристаллизации, образуются в пересыщенных или переохлажденных растворах самопроизвольно. По современным воззрениям, зародыши возникают за счет образования ассоциаций частиц при столкновении в растворе отдельных ионов (молекул) растворенного вещества и постепенно достигают субмикроскопических размеров. Зародыши находятся в подвижном равновесии с раствором и видимой кристаллизации не происходит. Такой скрытый период начала кристаллизации называют индукционным. [c.634]

Второй тип осадков. Прибавление каждой порции реактива не вызывает тотчас образования новых центров кристаллизации, новых агрегатов. Вещество некоторое время остается в пересыщенном растворе. При постепенном введении осадителя происходит рост выделившихся ранее кристаллических центров. В результате образуется кристаллический осадок, состоящий из относительно небольшого количества более крупных кристаллов. [c.55]

В других случаях образование новых центров кристаллизации идет быстрее. Если сразу прибавить все количество осадителя, получается много мелких агрегатов, т. е. выпадает аморфный осадок. Если приливать оса-дитель медленно, то каждый раз реагирует небольшая порция его, и продукт реакции выделяется из пересыщенного раствора на уже существующих центрах кристаллизации. [c.56]

Если избыток гидроокиси аммония приливать быстро и сразу сделать раствор щелочным, то получается сильно пересыщенный раствор, при кристаллизации из которого образуется очень много зародышевых центров. В связи с этим осадок выделяется в виде большого количества чрезвычайно мелких кристаллов. Если это случится, следует растворить осадок, прибавляя по каплям соляную кислоту, а затем повторить осаждение, медленно приливая раствор ЫН ОН. [c.170]

Кинетика реакций на межфазовых границах обусловливает процессы образования центров кристаллизации, скорость которых зависит от степени пересыщения, а также выделение кристаллов из раствора с незначительным пересыщением. [c.218]

Для быстрого охлаждения посуду с кристаллизуемым веществом помещают в холодную воду или емкость со льдом. В тех случаях, когда кристаллизуемое вещество склонно к пересыщению, в маточный раствор вносят затравку , т. е. центры кристаллизации, в качестве которой можно брать несколько мелких кристалликов того же вещества. [c.32]

Скорость образования центров кристаллизации, а следовательно, и их число зависят от величины относительного пересыщения (ОП) раствора, которое выражается [c.146]

Из сказанного следует, что пересыщенные растворы являются неустойчивыми системами, способными к существованию только при отсутствии в системе твердых частиц растворенного вещества. Возможность длительного существования таких растворов объясняется трудностью первоначального возникновения мельчайших зародышевых кристалликов, так называемых центров кристаллизации, от которых кристаллизация распространяется на всю массу раствора. [c.225]

Кристаллы Zп[Hg(S N)4] выполняют при совместном осаждении функцию центров кристаллизации, в отсутствие которых-Со [Hg(S .N),] может образовывать пересыщенные растворы и долго не выпадать в осадок. Если реакция образования окрашенных смешанных кристаллов используется для обнаружения ионов цинка, необходимо учитывать, что синий осадок может образоваться и в отсутствие их, в тех случаях, когда концентрация соли кобальта больше, чем 0,02%. [c.268]

Получены воспроизводимые кривые пересыщения при максимальной скорости образования кристаллов. Результаты экспериментов, проведенных с растворами MgS04-7H20, показаны на рис. 1Х-14з. Кривые Л отвечают первоначальной скорости, а кривые ts — максимальной скорости образования центров кристаллизации. Пересыщенные растворы КС1 имеют те же самые свойства. Показанные на рисунке кривые легко воспроиз- [c.588]

Если приготовить насыщенный рз-створ при высокой температуре, а затем, соблюдая все меры предосторож-н сти, охладить его до комнатной температуры, то можно получить метэ-стабильное состояние пересыщенного раствора.. -Состояние пересыщенного раствора можно разрушить введением небольшого кристалла растворенного вещества. Он явится центром кристаллизации, и раствор весь закристаллизуется, выделяя при этом иногда значительное количество энергии. [c.175]

Переменные электрические поля, магнитные поля, ультразвук, радиоактивное излучение в большинстве случаев вызывали значительное сокращение времени индукционных периодов, а следовательно, и устойчивости растворов. Но в отдельных случаях наблюдалась и обратная картина. Например, в работе Горского и Башуна [17], изучавших влияние переменного электрического поля па кристаллизацию пересыщенных растворов виннокаменной кислоты, было установлено, что в зависимости от температуры поле увеличивает или снижает стабильность. Опыты проводились при напряжении 700 в и частоте 1500 гц нри одной и той же исходной концентрации растворов. Оказалось, что при 40° С поле ускоряет появление центров кристаллизации, а при 20° замедляет. Дело, конечно, в данном случае не только в температуре, но и в исходном пересыщении. Оно было разным при различных температурах в связи с соответствующим изменением растворимости. Не разбирая здесь механизма влияния полей, который пока слабо изучен, подчеркнем еще раз факт влияния. Он указывает на связь устойчивости пересыщенных растворов с механизмом процесса зародышеобразования. Подробное рассмотрение его является делом сложным и входит в задачу специальной монографии. Сам же факт наличия связи очень важен с точки зрения раскрытия природы пересыщенных растворов. Механизм влияния полей, конечно, различен. Б его основе могут лежать как изменение структуры раствора, так и явления, сходные с его перемешиванием или механическим воздействием вообще. Все это, разумеется, требует детального исследования с учетом особенностей поведения метастабильных фаз. Но практическое использование отмеченных в.лияиий возможно и на данной стадии изученности. Особенно это относится к пересыщенным растворам труднорастворимых веществ, операции с которыми накладывают отпечаток на ряд технологических процессов. [c.75]

Как показали исследования [335, 344—346], указанная стадия образования центров кристаллизации в растворе имеет место лишь при определенном его пересыщении, под которым понимается избыточная концентрация содержащегося в растворе вещества сверх его растворимости при заданной температуре в рассматриваемом растворителе. Таким образом, используя для характеристики пересыщенных растворов понятие степени пересыщения Тп = Си. Сц (где Сп и Сн — концентрации растворенного вещества в пересыщенном и насыщенном растворах), можно утверждать, что образование центров кристаллизации не будет происходить не только при 7п "С II но и в некотором интервале > 1- Если же степень пересыщения раствора достаточно высока, то после возникновения в нем кристаллических зародышей на последних начинается выде.тение твердой фазы — массовая кристаллизация. Следовате.тьно, при этом формально формирование каждого отдельного криста.тла в растворе можно разделить на две последовательные стадии образование зародыша и его рост [310, 338, 341, 350, 353]. [c.256]

Поскольку самопроизвольное образование центров кристаллизации в растворах сульфата магния затруднено, его осаждение проводится в основном в присутствии затравочных кристаллов. Однако использование затравки не исключает появления новых кристаллов. В этом отношении пересыщенные растворы сульфата MgS04-7H,0 являются классической системой, на примере которой подробно изучалось явление вторичного зародышеобразования [7, 29, 30]. Механизм образования вторичных зародышей в случае сульфата магния связывается, в частности, с дроблением затравочных кристаллов и их истиранием. [c.251]

Вследствие затруднений с образованием новых кристаллических зародышей при повышенной перенасыщенности раствора роль центров кристаллизации принимают на себя вершины и ребра ранее возникших кристаллических образований, а также места на их гранях, оказавшиеся по какой-либо причине не блокированными поверхностно-активной примесью. На этих центрах Начинается быстрое нарастание кристаллизующегося вещества по схеме монокристаллического образования, которое продолжается до тех пор, пока в данном микроучастке раствора не снизится его пересыщенность, а поверхность этого монокристаллического новообразования не окажется снова блокированной поверхностноактивной примесью. Тогда нарастание образовавшегося таким путем монокристаллического элемента приостановится, а от его вершин и ребер (после возникновения в данном микроучастке раствора повышенной пересыщенности), как от новых центров кристаллизации, начнут расти (в сторону наиболее высокой концентрации раствора) новые монокристаллические образования с самостоятельными молекулярными кристаллическими решетками. [c.71]

Морфология образующихся частиц в растворе зависпт от целого ряда факторов, но напбо.лее важным является соотношение скоростей их зарождения и роста, которые, в свою очередь, в значительной степени зависят от пересыщения системы. Окончательный размер частиц определяется числом центров кристаллизации и скоростью осаждения вещества. [c.123]

Порционная подача растворителя эффективна при депарафинизации и обезмасливании дистиллятного сырья, причем широкого фракционного состава. При депарафинизации рафинатов узкого фракционного состава или остаточных [32, 59] такой способ подачи растворителя менее эффективен в силу большей однородности состава твердых углеводородов и сравнительно низкого содержания в остаточном сырье углеродородов парафинового ряда. Содержащиеся в нем твердые циклические углеводороды образуют мелкие кристаллы смешанного типа. В то же время лабораторные исследования [55] изменения структурной вязкости суспензий твердых углеводородов остаточного рафината в растворе ацетон (35%)—толуол (65%) показали, что в зависимости от способа подачи растворителя структурная вязкость суспензии изменяется в широких пределах (рис. 52). Это объясняется тем, что при небольшом пересыщении раствора в начальный момент охлаждения на образовавшихся центрах кристаллизации начинается рост кристаллов, при этом вязкость суспензии почти не изменяется. [c.151]

Общим для обеих этих груии методов является то, что выделение или образование вещества коллоида в новой фазе производят в условиях сильного пересыщения, т. е. из сильно иересыщен-ного пара, из сильно пересыщенного раствора и т. д. В таких условиях выделение зародышей частиц новой фазы может происходить одновременно в очень большом числе точек. Эти зародыши служат центрами конденсации или кристаллизации. Условия проведения процесса подбираются такими, чтобы рост образовавшихся капелек жидкости или кристалликов прекращался, когда они достигнут размеров коллоидных частиц. При этом с помощью тех или других стабилизаторов предотвращают соединение этих капелек ми кристалликов,.в более крупные агрегаты. [c.530]

Морфология образующихся частиц зависит от целого ряда факторов, но наиболее важным является соотношение скоростей их зарожд ения и роста, которые в свою очередь в значительной степени зависят от пересыщения системы. Окончательный размер частиц определяется числом центров кристаллизации и скоростью осаждения вещества. Умеренно растворимые вещества, например карбонаты, обычно осаждаются в виде очень мелких частиц. При медленном, регулируемом росте умеренно растворимых солей можно получать монодисиерсные осадки. При высоких степенях пересыщения первичный критический центр кристаллизации может быть меньше размера элементарной ячейки решетки и начинает расти, не имея упорядоченной кристаллической структуры. Таким путем можно получать аморфные или частично кристаллизованные осадки [И]. При низких степенях пересыщения образуется хорошо сформированный кристаллический осадок, причем форма частиц зависит от структуры кристалла и от процессов, преобладающих на поверхности раздела фаз в ходе роста. На морфологию осадка сильно влияет скорость роста кристаллов. При низких скоростях образуются компактные кристаллы, форма которых соответствует кристаллической структуре. Ионы в растворе вблизи поверхности раздела кристалл — жидкость играют важную роль в модификации формы кристалла. При высоких степенях пересыщения нередко образуются объемистые осадки с дендритными частицами. При еще больших уровнях пересыщения получаются очень мелкие частицы, способные к агломерации или образованию золей. [c.19]

Вследствие затруднений, возникающих при выделении из раствора твердой фазы и отложении ее на поверхности имеющихся кристаллов, а также препятствий, мешающих образованию и развитию новых центров кристаллизации, степень пересыщенности [c.91]

В связи с трудностью образования новых кристаллических зародышей роль центров кристаллизации при повышенной пересыщенности раствора принимают на себя вершины и ребра ранее возникших кристаллических образований, а также те места на их гранях, которые оказались по какой-либо причине не блокированными модификаторами кристаллической структуры. На этих центрах начинает быстро нарастать кристаллизующееся вещество в виде монокристаллического новообразования. Это нарастание продолжается до тех пор, пока в данном микроучастке раствора не снизится его пересыщенность, а поверхность этого новообразования не окажется снова блокированной модификатором. Когда нарастание монокристаллического элемента приостановится, от его вершин и ребер (после возникновения в данном микроучастке раствора иовыщениой пересыщенности), как от новых центров [c.92]

Давно известно, что смолистые вещества препятствуют кристаллизации парафинов, так как в присутствии смол при рассмотрении в микроскоп обнаруживается значительно меньшее количество кристаллов парафина, чем при охлаждении в аналогичных условиях раствора парафина в масле, не содержащем смол. До сего времени это объяснялось двояко во-первых, в присутствии смол парафины (церезины) образуют пересыщенные растворы. Однако по исследованиям ГрозНИИ парафины не дают пересыщенных растворов, что ставит под сомнение указанное объяснение. Во-вторых, как показали опыты, кристаллы парафина (церезина) явно извлекали из раствора асфальтово-смолистые вещества. При этом, чем выше был молекулярный вес парафинов, тем интенсивнее шло это извлечение. На основе этого считалось, что асфальтово-смолистые вещества, адсорбируясь на поверхности кристаллов парафина, препятствуют их росту и удерживают таким образом кристаллы в зародышевом состоянии. Асфальтовосмолистые вещества как полярные способны ориентироваться в адсорбционном слое на границе раздела твердой и жидкой фаз. Однако то объяснение, что эти вещества могут адсорбироваться поверхностью кристаллов неполярного вещества — парафина, вряд ли теоретически обосновано. Повидимому более правильно принять, что асфальтово-смолистые вещества, находящиеся в диспергированном состоянии, представляют собой центры кристаллизации, вокруг которых образуются скопления кристаллов церезинов и парафинов в виде друз. Это явление выражается тем ярче, чем меньше скорость охлаждения раствора. [c.58]

Горячий раствор тиосульфата натрия отфильтруйте от непрореагировавшей серы через бумажный фильтр в фарфоровую чашку и упарьте на водяной бане до начала кристаллизации. После охлаждения раствора снегом или льдом отфильтруйте выпавшие кристаллы ЫааЗаОз-бНгО на воронке Бюхнера, использовав для этого водоструйный насос. Поскольку тиосульфат натрия может образовывать пересыщенный раствор, то при задержке процесса кристаллизации в раствор внесите в качестве центров кристаллизации кристаллы ЫагЗаОз-бНгО. [c.141]

Ксли концентрация раствора не достигает концентрации насыщения при данных условиях, то раствор называется ненасыщенным. Если концентрация растворов больше концентрации насыще-1П[я, такие растворы называются пересыщенными. Пересыщенные растворы очень неустойчивы. Избыточное вещество выкристалли-)Ор,ывастся при встряхивании илн внесении в раствор центров кристаллизации в виде кристалликов соли или пыли. [c.19]