ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Метастабильные состояния и возникновение новых фаз из "Краткий курс физической химии Изд5" Явление пересыщения было установлено (1795) впервые Т. Е. Ловицем, который открыл существование пересыщенных растворов и изучал их. Состояния пересыщенного пара, перегретой или переохлажденной жидкости, пересыщенного раствора и другие подобные им являются метастабильными состо.чниями ( 83). Возможность существования их связана с затруднениями в возникновении зародышей новой фа з ы, так как очень малый (в первый момент) размер выделяющихся частичек новой фазы увеличивает изотермические потенциалы вещества и делает эти частички менее устойчивыми. С этим же в большей или меньшей степени связана и сохраняемость метастабильных кристаллических фаз и стеклообразного состояния. [c.354] Рассмотрим для примера состояние пересыщенного пара. Если в нем отсутствуют какие-нибудь частицы, которые могли бы служить центрами конденсации, то пар можно довести до значительной степени пересыщения без конденсации. Это происходит потому, что очень маленькая капелька жидкости, которая могла бы возникнуть, обладала бы большим давлением насыщенного пара, чем давление насыщенного пара над плоской поверхностью. При незначительном пересыщении пар не был бы насыщенным по отношению к этой капле и последняя стала бы в нем испаряться, а не расти. Если же в паре присутствуют частички пыли, то они могут служить центрами конденсации, и пар будет конденсироваться на их поверхности при меньшей степени пересыщения, различной в зависимости от размеров, формы и материал этих частиц. (Центрами конден-сйции могут служить также те или другие ионы). При отсутствии готовых цен-гров выделения новой фазы степень пересыщения может достигать весьма больших значений. Например, в облаках вода может оставаться в жидком состоянии до температур на 20—40 °С ниже О С. [c.354] Так как развитие поверхности влияет и на химические равновесия, то явления пересыщения проявляются не только прн фазовых переходах, но и в хими ческих реакциях. [c.355] Рассмотренные соотношения играют роль во многих практически важных процессах—в закалке и отпуске стали и других металлов, в явлении переаа-пряжения иа электродах при электролизе (с которым мы познакомимся в 187), в процессах проявления скрытого фотографического изображения, в гетерогенном катализе, в процессах схватывания цементов и др. В особенности сильно они могут влиять на кинетику процессов, связанных с образованием новзй фазы. Очевидно, и в обратных случаях (при израсходовании данной фазы) эти соотношения могут играть существенную роль. [c.355] Различие степени пересыщения может влиять на направление процесса и иа вид получаемых конечных продуктов. Так как наиболее устойчивая кристаллическая форма всегда обладает наименьшей растворимостью, то при повышении концентрации раствора прежде всего достигается состояние насыщения (затем пересыщения) именно в отношении этой формы. Прн дальнейшем повышении концентрации раствор вместе с тем может достигнуть насыщения (и пересыщения) и по отношению к более активным формам. В этих условиях легче могут образовываться кристаллы с различными дефектами структуры или становится /возможным образование одной из метастабильных форм или начинаг-ся воз-/никновение зародышей новой фазы (или новых фаз). В последнем случае, пря возможности выделения вещества в двух кристаллических формах, преобладание той или другой из них в конечном продукте определяется соотношением скоро стен процессов, а не термодинамической устойчивости этих форм. [c.355] Вернуться к основной статье