Индукционный период
характерен для кристализации любых веществ и описывается следующей
математической зависимостью lgτинд
= А – nlgСн/Ср , где τинд – продолжительность индукционного периода,ч; А – постоянная, зависящая от константы
скорости
образования зародыша и растворимости вещества; n – порядок процесса зародышеобразования; Сн
– концентрация исходного раствора, %. Диапазон продолжительности индукционного периода широк
от долей секунд до нескольких суток или месяцев, а его особенность –
постоянство концентрации пересыщенного раствора во времени. Его конец
соответствует некоторому наперед заданному изменению концентрации раствора. Существуют три типа
зародышеобразования: 1 – гомогенное (спонтанное), 2 – первичное гетерогенное
(на стенках сосуда и на поверхности частиц твердых примесей) и 3 – вторичное гетерогенное
(в присутствии кристаллов того же вещества). Зародышеобразование в растворах
практически всегда является гетерогенным, так как при умеренно высоких
перенасыщениях скоростью гомогенного зародышеобразования можно пренебречь. Процесс возникновения
зародышей кристаллов рассматривается как диффузионный, поскольку для него
необходима подвижность атомов в исходной и возникающей фазах. Зарождение
центров кристаллизации определяется скоростью образования самого зародыша и
интенсивностью обмена молекулами переохлажденного раствора и зародыша. Основное условие для
зародышеобразования кристаллов – пересыщение растворов. Чем оно выше, тем более
мелкие кристаллы формируются в нем. Скорость образования зародышей, зависящая
от величины пересыщения, может быть аппроксиморована степенной функцией dn/dτ = К2Sр, где n – число образовавшихся зародышей; τ – скорость образования
зародышей, шт/(м3.с); S – пересыщение,%; К2,
р – коэффициенты. Наряду с пересыщением на
скорость кристаллизации и прежде всего на вероятность и скорость образования
зародышей кристаллов положительно воздействуют перемешивание, ультразвук,
магнитное поле. Эффективность перемешивания оценивают по кратности
перемешивания, показывающей число перемещений единицы объема вещества в единицу
времени. Характеристику перемешивания можно представить как |