определяется в этом случае в основном именно скоростью диффузии вещества, а также скоростью процессов присоединения (пристраивания) молекул к поверхности частицы.

Если концентрации в исходной и новой фазах близки (кристаллизация из расплава, плавление) или в новой фазе концентрация значительно ниже, чем в исходной (кипение), то скорость роста частицы новой фазы определяется в основном скоростью перехода молекул через межфазную поверхность и скоростью отвода (при кристаллизации) или подвода (при плавлении, кипении) теплоты фазового перехода.

Рассмотрим типичный для коллоидной химии случай роста частицы новой фазы при кристаллизации из раствора. Скорость увеличения радиуса г сферической частицы связана с общим потоком вещества к ее поверхности js (моль/с) соотношением

где Vm — молярный объем вещества частицы; поток J5 считается положительным, когда он направлен к поверхности частицы.

В зависимости от условий протекания кристаллизации, в частности от концентрации раствора, могут реализовываться два крайних режима процесса роста частиц: диффузионный, при котором скорость ее роста лимитируется, скоростью диффузии молекул из раствора к частице, и кинетический, когда скорость роста лимитируется процессами на поверхности частицы. При диффузионном режиме, характерном, например, при образовании в растворе капелек новой жидкой фазы, поток вещества js к поверхности частицы определяется градиентом концентрации растворенного вещества у ее поверхности (dc/dR)r и коэффициентом диффузии D (см. V.1):

Здесь Ac — разность концентраций в объеме сиу поверхности частицы с0 [ехр(Дц(г)/Л7)]; C0 — растворимость вещества частицы; Ац >0 — разность химических потенциалов растворенного вещества в объеме маточной фазы и в растворе у самой поверхности частицы; величина 8 имеет смысл эффективного пути диффузии.

Рассмотрим более подробно процесс диффузии растворенного вещества к поверхности частицы. Предположим, что процесс осуществляется в квазистационарном режиме, т. е. распределение концентрации при удалении от поверхности частицы c(R) меняется со време-

(VI. 19)

dt 4пг2 '

(IV.20)

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию