ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Зарождение кристаллов из "Основные процессы и аппараты химической технологии Кн.1" Процесс кристаллизации как из растворов, так и расплавов протекает в две последовательных стадии 1) образование зародышей (центров кристаллизации) 2) рост кристаллов. При этом различают зарождение гомогенное и гетерогенное. Гомогенное зарождение происходит при отсутствии в исходной фазе твердых частиц, на которых могут образоваться кристаллы, и определяется флуктуациями энергии. Гетерогенное зарождение происходит на твердых поверхностях и на взвешенных в исходной фазе твердых частицах. Направление фазовых превращений определяется, как известно, изменением свободной энергии системы. Из двух фазовых состояний устойчиво то, которое соответствует меньшей свободной энергии. Следовательно, кристаллизация возможна в тех случаях, когда переход веш,ества из жидкого в твердое состояние сопровождается уменьшением свободной энергии системы. [c.683] Применительно к кристаллизации из газовой фазы разность химических потенциалов можно выразить через давления насыщенных паров над зародышем радиуса и паров твердой фазы р Их — И2 = 1п (р,/р ). [c.684] Из уравнений (XV, 1) видно, что с ростом переохлаждения (пересыщения) величина уменьшается и, следовательно, вероятность зарождения кристаллов возрастает. При р , с с и ил Тц величина г,, становится отрицательной, т. е. без переохлаждения (пересыщения) исходной фазы зарождение кристаллов невозможно. [c.684] Гв = -ехр - 5аЗ/[Г - Го) ] где А и В — постоянные коэффициенты. [c.685] Большая роль межфазного поверхностного натяжения о в процессе зародышеобразования указывает на то, что в случае кристаллизации вещества в двух кристаллических модификациях, стабильных при двух различных температурах, стабильная модификация может возникнуть не сразу. Дело в том, что о, как правило, ниже у модификации, стабильной при более высокой температуре, поэтому вероятность ее образования выше. Так, например, при температурах вблизи точки замерзания воды ее пересыщенные пары сначала конденсируются (ожижаются), а затем уже происходит кристаллизация (образование града). При температурах значительно ниже точки замерзания воды ее пересыщенные пары сразу кристаллизуются, минуя переход в жидкую фазу (образование снега). [c.685] Заметим, что вещества с низкими значениями а (например, металлы) кристаллизуются уже при малых значениях — Т . Наоборот, вещества с высокими значениями а (например, силикаты) требуют большого переохлаждения и могут вообще не закристаллизоваться, образуя аморфные тела. [c.685] Наконец, процесс зарождения кристаллов ускоряется при воздействии таких внешних факторов, как перемешивание, вибрация, ультразвуковые колебания, магнитные и электрические поля, радиация и т. д. [c.685] Вернуться к основной статье