Cân bằng kết tinh
tải về 15.5 Kb.
|
|
Cân bằng kết tinh Qúa trình kết tinh phụ thuộc vào các yếu tố như: nhiệt độ, độ hòa tan của dung dịch. Dựa vào các yếu tố này ta có 3 trạng thái của dung dịch: Khi nhiệt độ tăng, độ hòa tan tăng thì các chất này ta gọi là hòa tan dương Khi nhiệt độ tăng nhưng độ hòa tan giảm, ta gọi đây là hòa tan âm. Khi nhiệt độ được cố định và dung dịch ở trạng thái cân bằng ta gọi đây là dung dịch bão hòa. Dung dịch bão hòa là dung dịch có số tinh thể mới tạo thành bằng với số tinh thể tan vào dung dịch ở một một đơn vị thoài gian, còn gọi là cân bằng động. Ở trạng thái này không thể kết tinh được, nên để kết tinh sẽ phải tạo trạng thái quá bảo hòa cho dung dịch. Tuy nhiên trạng thái quá bão hòa không bềnh vững và dễ chuyển về trạng thái cân bằng. Khi nhiệt độ giảm, nồng độ dung dịch đi từ trạng thái bão hòa sang trạng thái quá bão hòa dẫn đến nồng độ dung dịch sẽ thay đổi sau đó pha rắn tách ra và dung dịch sẽ bão hòa dẫn đến nồng độ dung dịch thay đổi và quay lại nồng độ ban đầu. Vận tốc kết tinh Các yếu tố có thể ảnh hưởng đến vận tốc quá trình kết tinh: mức độ bão hòa của dung dịch, nhiệt độ, sự tạo mầm tinh thể, cường độ khuấy của dung dịch, sự có mặt của tạp chất,….Khi thực hiện kết tinh, không phải ngay tức khác toàn bộ thể tích lỏng chuyển sang trạng thái rắn mà phải trải qua các giai đoạn khác nhau theo thời gian [2]. Và ta chia quá trình kết tình làm hai giai đoạn: quá trình tạo mầm và quá trình lớn lên của tinh thể. Qúa trình tạo mầm: tự hình thành tinh thể khi dung dịch ở trạng thái quá bão hòa khi dung dịch được làm lạnh hoặc bốc hơi một phần dung môi. Mầm được tạo ra do sự liên kết của các ion khi va chạm vào nhau của các chất hoàn tan trong dung dịch. Quá trình chỉ dừng khi đạt trạng thái cân bằng. Vận tốc của quá trình trình phụ thuộc vào các yếu tố đã đề cập ở trên và thời gian có thể từ vài giây đến vài tháng. Để tăng khả năng tạo mầm, có thể thêm vào dung dịch một ít tinh thể của chất hòa tan cùng cấu trúc tinh thể giống chất tan trong dung dịch, chất này còn gọi là chất trợ mầm. Để tăng cường quá trình có thể thay đổi nhiệt độ và cường độ khuấy trộn hoặc các tác động bên ngoài. Qúa trình lớn lên của tinh thể: đây là quá trình giúp cho tinh thể đạt tới giá trị tới hạn của mầm. Do năng lượng bề mặt lớn nên nó hút các chất hòa tan trong dung dịch dẫn đến sự lớn lên của tinh thể đồng thời lên các mặt của nó, các chuyển động dòng nằm sát bề mặt tinh thể và sau đó dính vào tinh thể và chiều dày lớp chuyển động gần bề mặt tinh thể phụ thược vào cường độ khuấy dung dịch. Theo thuyết khuếch tán thì quá là thuận nghịch nhưng thực tế thì quá trình lớn lên của mầm xảy ra chậm hơn nhiều so với quá trình hòa tan. Tài liệu tham khảo [2] Lê Văn Cương. Tập bài giảng vật liệu kỹ thuật, Khoa cơ khí- đóng tàu, Bộ môn công nghệ vật liệu tải về 15.5 Kb. Chia sẻ với bạn bè của bạn:
|