ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние различных факторов на скорость зародышеобразования из "Кристаллизация в химической промышленности" Изменение температуры раствора или расплава одновременно приводит к изменению вязкости, энергии движения частиц, структуры растворителя, растворимости и т. д. Следовательно, говоря о влиянии температуры на М, приходится учитывать особенности процесса, связанные со всеми этими изменениями. В частности то, что растворимость обладает определенным температурным коэффициентом, имеет существенное значение для выяснения зависимости N от Т, потому что вместе с изменением Сед меняется и степень пересыщения раствора. Аналогичная картина возникает и при оценке влияния других параметров. С одной стороны, перемешивание раствора ускоряет диффузию, с другой— способствует увеличению концентрации в растворе частиц твердых примесей, энергии удара при столкновении частиц. Все это происходит по-разному при различных Ас и Т. [c.67] Из приведенных зависимостей следует, что при прочих равных условиях N должно возрастать с ростом температуры, если температурный коэффициент dk ildt положителен. Но на практике зависимость скорости зародышеобразования от Т выглядит сложнее в связи с тем, что энергия активации, вообще говоря, тоже зависит от Т. Существенную роль играет также изменение вязкости. Даже если будет достаточно велика, скорость зародыщеобразования может оказаться равной нулю, если rj с понижением Т станет очень большой. [c.68] Зависимость N от Т, таким образом, не однозначна. Чтобы определить ее в каждом отдельном случае, надо рассмотреть, как зависят от температуры различные параметры процесса, а затем суммировать их действие. [c.69] На скорость появления зародышей оказывают заметное влияние механические воздействия. Встряхивания, удары поверхности о поверхность, производимые в объеме пересыщенного раствора, перемешивание. Зачастую достаточно легкого встряхивания пересыщенного раствора или введения в него какого-нибудь твердого предмета, чтобы в нем началось образование зародышей. Скорость зародышеобразования сразу становится заметной [19]. Прежде всего это относится, конечно, к гомогенному зародышеобразованию. Точнее к образованию зародышей в отсутствие затравочных кристаллов. [c.69] Причиной начала фазового превращения в данном случае служат механические колебания. Механизм явления пока недостаточно ясен. Можно полагать, что в результате действия механических колебаний в объеме раствора появляются флуктуации по концентрации. Возникает зона повышенного пересыщения. В ней и начинается образование зародышей. [c.69] Перемешивание раствора, как правило, способствует кристаллообразованию. Однако говорить о влиянии перемешивания на N можно, только имея в виду определенный интервал пересыщений [38]. Скажем, если раствор находится в состоянии, соответствующем первой метастабильной зоне, перемешивание не должно оказывать влияния на зародышеобразование, если, конечно, оно не вносит в раствор активных центров кристаллизации. Во второй метастабильной зоне перемешивание должно ускорить процесс формирования зародыша. Больше в таких условиях должно становиться и само значение N. При более высоких пересыщениях, отвечающих лабильному состоянию раствора, перемешивание должно увеличивать к, способствуя образованию большего числа центров кристаллизации. Однако при зародышеобразовании по гомогенному механизму нельзя ожидать большого изменения скорости этого процесса за счет перемешивания [2]. [c.69] Ультразвук также ускоряет зародышеобразование. Эффективность его действия на пересыщенные растворы зависит в первую очередь от мощности излучения [39]. Так, лавинное зародышеобразование в переохлажденных растворах алюмокалиевых квасцов наблюдалось при 30 и 700 кГц. Чем выше была интенсивность излучения, тем ниже предельные пересыщения, при которых начиналось зародышеобразование [39]. Существенной зависимости скорости зародышеобразования от частоты излучения в данном случае обнаружено не было. [c.70] Действие электрических полей на зародышеобразование в растворах исследовалось Шубниковым [40, 41 ] и рядом других авторов [2, 42]. Исследовалось влияние как постоянного, так и переменного поля. Установлено, что эффективность действия электрических полей зависит от их частоты и напряженности. Механизм действия, судя по экспериментальным данным, многообразен. Суть его пока недостаточно ясна. Влияние полей зависит не только от природы растворенного вещества. Один из механизмов влияния поля связан с внесением в раствор мельчайших пылинок кристаллизуемого вещества. Поле играет роль своеобразного собирателя этих пылинок. [c.70] При действии переменного электрического поля наблюдалась явная зависимость скорости формирования зародышей, например, от частоты переменного тока [42]. Ранее наблюдалась прямая зависимость скорости зародышеобразования от квадрата напряженности электрического поля и знака электрического заряда [2 ]. Все это говорит об избирательном действии электрических полей. Следовательно, механизм их влияния более сложен и не может быть сведен только к внесению в раствор твердых частиц. [c.70] На скорость зародышеобразования оказывают влияние также магнитные поля, радиоактивные и рентгеновские излучения [2[. Изучение комплекса влияний имеет двоякий смысл. С одной стороны, поля и излучения могут быть использованы для решения практических задач, скажем, для снятия устойчивых пересыщений в водных растворах труднорастворимых соединений с целью водоочистки. С другой стороны, исследование зависимости N от действия различных факторов служит одним из средств раскрытия природы пересыщенных растворов, механизма образования зародышей, элементарных актов перехода частиц из одной фазы в другую. [c.70] Вопросы влияния полей и излучений на вторичное зародышеобразование пока еще не привлекли по сути дела внимания исследователей. Это и понятно, поскольку само явление вторичного зародышеобразования пока еще мало изучено. Однако в перспективе можно полагать, что N вторичного зародышеобразования тоже может регулироваться путем применения тех или иных полей. [c.71] В своем описании связей скорости зародышеобразования с различными физическими воздействиями мы почти не касались зависимостей N от физических свойств самой кристаллизуемой системы (плотности, структуры и т. п.). Подобные зависимости на самом деле весьма интересны и важны. Но по своей специфике они требуют отдельного и более детального рассмотрения, что сделать в рамках данной работы не представляется возможным. [c.71] Вернуться к основной статье