ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кристаллизация с удалением части растворителя. Кристаллизация без удаления растворителя. Расчет процесса кристаллизации ЧАСТЬ ЧЕТВЕРТАЯ. ХОЛОДИЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ Глава шестнадцатая. Охлаждение до низких температур из "Основные процессы и аппараты химической технологии Издание 6" Основные понятия. Во многих технологических процессах, связанных с обработкой твердых материалов в жидкой среде, приходится путем кристаллизации выделять в виде кристаллов растворенные в жидкости твердые вещества. [c.630] Кристаллизация представляет собой процесс выделения твердой фазы при затвердевании веществ, находящихся в жидком состоянии (из расплава), или процесс выделения твердого растворенного вещества из раствора. Кристаллизация является одним из важнейших способов получения твердых веществ в чистом виде. [c.630] Кристаллы представляют собой твердые химически однородные тела, обладающие правильной формой. Строение кристаллов характеризуется симметричным расположением атомов, ионов и молекул в узлах пространственной решетки, которая образуется тремя взаимно пересекающимися системами плоскостей. [c.630] Кристаллы одного и того же вещества могут различаться по размерам ц форме. В зависимости от условий образования кристаллов скорость роста их по отдельным граням может быть различной, вследствие чего кристаллы, сохраняя ту же самую кристаллическую решетку, принимают вытянутую или плоскую форму в зависимости от температуры и вязкости среды. [c.630] Каждая из форм кристаллов остается устойчивой лишь в определенном интервале значений температуры и давления. При достижении предельных условий происходит переход одной Кристаллической формы в другую, сопровождающийся тепловым эффектом границы этого перехода определяются так же, как и при изменении агрегатного состояния вещества. Кроме того, каждая из кристаллических форм обладает отличной, свойственной только ей упругостью паров и растворимостью. [c.630] В технологии многообразие форм кристаллов используют для получения одного и того же вещества в виде кристаллов определенной формы, обладающих различными свойствами, для чего создают соответствующие условия кристаллизации. [c.630] в зависимости от температуры кристаллизации некоторые вещества могут быть получены различного цвета. Например, йодная ртуть в зависимости от температуры может быть выделена в виде осадка, окрашенного в желтый или в красный цвет. Изменяют также свой цвет при различной температуре кристаллизации хромовые соли свинца. [c.630] Форма и величина кристаллов оказывают существенное влияние на их дальнейшую обработку путем фильтрования, при котором оба эти фактора значительно влияют на скорость процесса. Известно, что чем крупнее кристаллы и отчетливее выражена их кристаллическая форма, тем эффективнее протекает процесс фильтрования. [c.630] Известно также, что при синтезе органических полупродуктов и красителей антрахинонового ряда нередко от способа выделения кристаллов в значительной степени зависит успех всего производства. Так, например, быстрое осаждение антрахинона и его производных без нагревания приводит к образованию осадков, которые практически не фильтруются, а медленное осаждение в разведенной среде при кипячении раствора дает крупнокристаллические, сравнительно легко фильтруемые осадки. [c.631] Существенное влияние на кристаллизацию оказывает процесс гидратации, при котором выделяющиеся из раствора одна или несколько молекул растворенного вещества соединяются с одной или несколькими молекулами растворителя. При этом число присоединяющихся молекул растворителя может быть различным в зависимости от температуры и концентрации, при которых проводится кристаллизация. [c.631] Кристаллогидраты обладают определенной упругостью пара. Если упругость их пара больше упругости паров воды в окружающем воздухе при данной температуре, то кристаллы при хранении на воздухе теряют кристаллизационную воду — выветриваются. Примером такого кристаллогидрата может служить глауберова соль, представляющая собой десятиводный сульфат натрия Ма2504 ЮНгО. [c.631] Наоборот, если упругость пара над кристаллогидратом меньше упругости паров воды в окружающем воздухе, кристалл притягивает из окружающего воздуха воду и постепенно плавится . Для этих кристаллов при хранении на воздухе содержание кристаллизационной воды должно быть таким, чтобы не нарушалась форма кристаллов. Типичным примером подобных кристаллогидратов является обыкновенная поваренная соль. [c.631] Равновесие фаз и растворимость. Все вещества, в том числе и твердые, обладают способностью в той или иной степени растворяться в различных жидких растворителях. Степень растворимости и концентрацию растворов чаще всего выражают в весовых процентах растворенного вещества по отношению к общему весу раствора или в граммах растворенного вещества на 100 г растворителя. [c.631] Растворимость веществ зависит от их химической природы, свойств растворителя и температуры. Данные О растворимости различных веществ находят опытным путем и обычнО изображают в виде кривых зависимости растворения от температуры. [c.631] Растворимость многих веществ изображается плавной кривой, без излома, причем, как правило, с повышением температуры растворимость возрастает. [c.631] Для многих веществ, образующих кристаллогидраты, кривые растворимости имеют изломы растворимость таких веществ может с повышением температуры уменьшаться. [c.632] Определение растворимости веществ при заданных температурах имеет большое практическое значение, но надежных расчетных формул нет, и в каждом конкретном случае приходится пользоваться опытными данными. [c.632] Для вычисления растворимости негидратируемых минеральных солей в воде при любой температуре может быть применено правило однозначности физико-химических функций, если известна растворимость соли при двух каких-нибудь температурах. Такие расчеты аналогичны определению температур кипения растворов при различных давлениях (см-стр. 413), так как основой является общее правило, выражающее линейное изменение физико-химических величин для подобно протекающих процессов. [c.632] Пусть требуется определить растворимость азотнокислого серебра AgNOa при 25°, если его растворимость при i=15° равна 10,75 г-мол на 1000 г воды и при t — QP составляет 6.65 г-мол на 1000 г воды. [c.632] Вернуться к основной статье