ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общая характеристика и исходные понятия из "Растворение твёрдых веществ" Растворение твердых веществ можно рассматривать как физико-химический процесс. Такое рассмотрение, однако, не является целью данной работы, хотя обойтись без и ложения основополагающих физических и химических закономерностей не представляется возможным. Цель работы состоит в изложении закономерностей процесса растворения именно так, как это принято в науке о процессах и аппаратах химической технологии. Необходимо указать, что под термином процесс рестворения мы будем понимать промышленный процесс, который при определенных благоприятных обстоятельствах завершается исчезновением твердой фазы (растворимого материала) Это требуется для того, чтобы отличать процессы растворения от процессов экстрагирования твердой фазы (выщэлачивания) 123]. [c.7] Действитрльно, в условиях выщелачивания контактирующие с жидкостью твердые частицы состоят из инертного носителя, в котором распределено растворимое твердое вещестро. При выщелачивании растворяется и переходит в основную массу раствора только растворимая часть материала, а пористый инертный носитель сохраняется. Различие между растворением и выщелачиванием особенно четко проявляется при сравнении кинетических закономерностей обоих процессов. В условиях растворения вещество, переходящее р раствор, контактирует с движущейся жидкостью в течение всего процесса. При экстрагировании (выщелачивании) растворяющееся вещество быстро теряет контакт с движущейся жидкостью, так как граница межфазного контакта непрерывно продвигается внутрь пористой частицы (рис. 1.1). [c.7] В условиях растворения диффундирующее вещество должно преодолеть очень малое сопротивление диффуг ионного слоя. Для веществ, растворяющихся по диффузионному механизму, величина этого сопротивления может значительно уменьшаться с увеличением скорости движения жидкости относительно частиц вещества, а следовательно, пропорционально должна возрастать скорость растворения. [c.7] В основу классификации процессов растворения могут быть положены различные принципы. Мы остановимся на более общей классификации, основанной на физико-химической природе взаимодействия фаз и рассматривающей физическое, химическое и электрохимическое растворения. [c.8] В результате физического растворения исходное твердое вещество не меняет своего химического состава. После растворения в чистом растворителе это вещество можно восстановить в твердом состоянии, используя такие процессы, как выпаривание и кристаллизацию. Химическое растворение — это гетерогенная химическая реакция, протекающая в системе твердое тело — жидкость. При этом исходное вещество в твердом виде не может быть восстановлено из раствора чисто физическими методами. Электрохимическое растворение протекает в условиях, когда процессу сопутствует перенос электрических зарядов. [c.8] Во многих случаях процессы растворения осложняются выделением мешающих фаз. Это происходит при химическом и рлектрохи-мическом взаимодействии твердого вещества с раствором. Выделяющиеся в результате реакций твердые, жидкие или газообразные продукты могут оказывать существенное влияние на условия процесса вбли.зи границы раздела вещество — жидкость Жидкие растворимые продукты реакции в меньшей степени влияют на процесс взаимодействия. Твердые продукты значительно затормаживают скорость процесса, особенно если они осаждаются на реакционной поверхности. Газообразные продукты, с одной стороны, способствуют хорошему перемешиванию вблизи поверхности реакции, а с другой стороны, изолируют ее от жидкого реагента. Ниже эти вопросы рассмотрены более подробно. [c.9] Два аспекта растворения играют наиболее важную роль — это равновесие и кинетика Равновесие в системе твердое вещество — раствор достигается тогда, когда химический потенциал растворен- ного вещества становится равным химическому потенциалу твердого вещества. При этом концентрация вещества в растворе становится равной концентрации насыщения, величина которой зависит от свойств растворенного вещества, растворителя и температуры процесса. Кинетика растворения устанавливает закономерности протекания процесса во времени, определяет скорость процесса. Производительность аппаратов — растворителей также определяется кинетикой процесса. Наиболее известным средством повышения производительности аппаратов — растворителей является измельчение частиц твердого вещества, так как большая поверхность взаимодействия фаз способствует быстрому протеканию процесса. Однако уменьшение размера частиц, поступающих в растворитель, связано с удорожанием сопутствующих растворению процессов — измельчения и очистки раствора. [c.9] Вернуться к основной статье