23結(jié)晶crystallization(編輯修改稿)
2024-11-05 10:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 分，即：表面過剩吉布斯自由能 （ ΔGs）和體積過剩吉布斯自由能 （ ΔGv） ? 晶核的形成必須滿足： ΔG= ΔGs+ ΔGv0 通常 ΔGs0， 阻礙晶核形成 ； ΔGv0 臨界半徑與成核功 ? 假定晶核形狀為球形，半徑為 r， 則ΔGv=4/3(πr3 ΔGv)； 若以 σ代表液固界面的表面張力，則 ΔGs= σ ΔA=4 πr2 σ； ? 因此，在恒溫、恒壓條件下，形成一個(gè)半徑為 r 的晶核，其總吉布斯自由能的變化為 ： ΔG=4 πr2(σ+(r/3) ΔGv) ΔGv— 形成單位體積晶體的吉布斯自由能變化 臨界半徑（ rc） ? 臨界晶核半徑是指 ΔG為最大值時(shí)的晶核半徑； ? rrc 時(shí)， ΔGs占優(yōu)勢(shì) ， 故ΔG0， 晶核不能自動(dòng)形成 ； ? rrc 時(shí)， ΔGv占優(yōu)勢(shì) ， 故ΔG0， 晶核可以自動(dòng)形成，并可以穩(wěn)定生長； 過飽和度 臨界晶體半徑 rrc 晶體自動(dòng)溶解 r＞ rc晶體自動(dòng)生長 臨界成核功（ ΔG max） ? ΔG max相當(dāng)于形成臨界大小晶核時(shí)，外界需消耗的功。 sGG ??? 31m a x臨界成核功僅相當(dāng)于形成臨界半徑晶核時(shí)表面吉布斯自由能的1/3， 亦即形成晶核時(shí)增加的 ΔG s中有 2/3為 ΔG v的降低所抵消． 晶核的成核速度 ?定義：單位時(shí)間內(nèi)在單位體積溶液中生成新核的數(shù)目。 ?是決定結(jié)晶產(chǎn)品粒度分布的首要?jiǎng)恿W(xué)因素； ?成核速度大：導(dǎo)致細(xì)小晶體生成 ?因此，需要避免過量晶核的產(chǎn)生 成核速度的近似公式 RTGkeB /m a x???B— 成核速度 ΔGmax— 成核時(shí)臨界吉布斯自由能 K— 常數(shù) nn cckB )(???Kn— 晶核形成速度常數(shù) c— 溶液中溶質(zhì)的濃度 C*— 飽和溶液中溶質(zhì)的濃度 n— 成核過程中的動(dòng)力學(xué)指數(shù) 常用的工業(yè)起晶方法 ?自然起晶法 ：溶劑蒸發(fā)進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)形成晶核、當(dāng)產(chǎn)生一定量的晶種后，加入稀溶液使溶液濃度降至亞穩(wěn)定區(qū)，新的晶種不再產(chǎn)生，溶質(zhì)在晶種表面生長。 ?刺激起晶法 ：將溶液蒸發(fā)至亞穩(wěn)定區(qū)后，冷卻，進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)，形成一定量的晶核，此時(shí)溶液的濃度會(huì)有所降低，進(jìn)入并穩(wěn)定在亞穩(wěn)定的養(yǎng)晶區(qū)使晶體生長。 ?晶種起晶法
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1