Словарь научных терминов
Соосаждение

СООСАЖДЕНИЕ, частичный переход компонента р-ра (расплава, пара), присутствующего в малых концентрациях (микрокомпонента), в твердую фазу, образуемую в данной системе др. компонентом, к-рый находится в значительно больших концентрациях (см. Макро- и микрокомпоненты). Важнейшая особенность С. состоит в том, что находящийся в первоначально гомог. системе микрокомпонент не может в условиях проведения процесса (при понижении т-ры, удалении р-рителя, изменении рН и т. п.) образовать самостоят. твердую фазу, а вовлекается в твердую фазу вместе с макрокомпонентом. Переход микрокомпонента в твердую фазу при С. обусловлен тем, что он распределяется между исходной маточной средой (р-ром, расплавом, паром) и твердой фазой. Микрокомпонент м. б. локализован на пов-сти отдельных частиц твердой фазы (адсорбц. захват, адсорбционное С.) или в объеме (абсорбц. захват, абсорбционное С.). Включение микрокомпонента в твердую фазу может происходить посредством образования твердого р-ра с макрокомпонентом, вовлечения в формирующийся осадок маточной среды (окклюзионное С.), а также посредством адсорбции на гранях сросшихся микрочастиц и блоков текстуры осадка (внутренне-адсорбционное С.). Если выделяющаяся твердая фаза является кристаллической, то говорят о сокристаллизации микро- и макрокомпонентов.

Количеств. характеристикой С. служит степень С. х, равная отношению массы микрокомпонента, перешедшего в твердую фазу, к массе микрокомпонента в исходной среде. Степень С. характеризуют через дифференциальный (Кд) или интегральный (Ки) коэффициент С., причем первый характеризует степень перехода микрокомпонента из исходной среды в элемент слоя твердой фазы, а второй-в весь объем твердой фазы. Если у и r-соотв. масса и плотность осадка, V- объем среды, то Кд и Ки соотв. выражаются соотношениями:

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/6/2/13162.jpeg

Значения Кд и Ки зависят от исходного пересыщения р-ра (расплава, пара), интенсивности перемешивания, наличия добавок, меняющих состояние макро- и микрокомпонентов и состав твердой фазы.

Кинетика С. количественно характеризуется скоростью С. I, к-рая равна:

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/6/3/13163.jpeg

где t- время С. При С. из гомог. системы выделяют три стадии, соответствующие трем периодам кристаллизации (см. Зарождение новой фазы). На первой стадии (инкубац. период) скорость С. мала, на второй (период первичного захвата) она резко возрастает и нек-рое время удерживается вблизи макс. значения, на третьей (период перераспределения)-резко уменьшается. В течение инкубац. периода в системе формируются зародыши частиц осадка, к-рые захватывают микрокомпонент с коэф. Кд и Ки, близкими к 1. Длительность этого периода убывает с ростом пересыщения, т-ры и интенсивности перемешивания, мощности воздействия на систему ультразвукового или ионизирующего излучения, но растет с увеличением предварит. перегрева исходной гомог. системы и степени очистки ее от твердых примесных частиц.

В течение периода первичного захвата атомы, ионы или молекулы микрокомпонента диффундируют из объема к растущим частицам осадка, адсорбируются ими и переходят с пов-сти частиц в их объем. При этом состав твердой фазы непрерывно меняется (т. е. изменяются коэф. Кд и Ки), пока не будет достигнуто равновесное распределение микрокомпонента между твердой фазой и исходной системой, характеризуемое коэф. Кравн. Кол-во микрокомпонента, соосаж-даемого в каждый момент времени, зависит от соотношения скорости роста частиц осадка и скорости поступления мик-рокомпрнента из среды к прв-сти частиц (путем диффузии или миграции), с одной стороны, и скорости перехода через пов-сть раздела фаз-с другой.

При С. из сильно пересыщенного слабо перемешиваемого р-ра (пара) у пов-сти частиц осадка формируется слой среды толщиной d (диффузионный слой), перенос через к-рый микрокомпонента происходит за время, соизмеримое со скоростью роста частиц, но меньшее времени установления равновесного распределения микрокомпонента (т. наз. диффузионный режим С.). Изменение коэф; захвата микрокомпонента описывается ф-лой Бартона-Прима-Слихтера:

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/6/4/13164.jpeg

где G- скорость роста частиц, D-коэф. диффузии микрокомпонента в жидкости или паре.

При С. из сильно пересыщенного интенсивно перемешиваемого р-ра (пара) скорость роста частиц твердой фазы соизмерима со скоростью миграции микрокомпонента в приповерхностных слоях твердой фазы и скоростью перехода через пов-сть раздела фаз, но значительно меньше скорости диффузии в объеме р-ра (адсорбц.-кинетич. режим С.). В этом случае

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/6/5/13165.jpeg

где Ка-коэф. равновесного адсорбц. захвата микрокомпонента, ws и wa-количеств. характеристики вероятности миграции микрокомпонента соотв. из приповерхностного слоя твердой фазы в адсорбц. слой и из адсорбц. слоя в окружающую среду, а -толщина моноатомного (мономолекулярного) слоя твердой фазы. В данном режиме С. можно направленно изменять посредством регулирования скорости роста частиц G и т-ры.

При С. из слабо пересыщенной интенсивно перемешиваемой среды скорость роста G меньше скорости диффузии, адсорбции и миграции микрокомпонента в приповерхностных слоях твердой фазы, так что Кд = Кравн (квазиравновесный режим С.). В этом режиме захват микрокомпонента, образующего с макрокомпонентом твердый р-р замещения, описывается ф-лой Дёрнера-Хоскинса:

ln(1-x) = lln(1-y/y0),

где у0-масса микрокомпонента в исходной системе, l-коэф. сокристаллизации, приближающийся к значению KpaвнL/r (L-p-римость макрокомпонента в р-рителе при данной т-ре).

В период перераспределения частицы осадка, имеющие меньший размер и повыш. дефектность (а следовательно, характеризующиеся более высокой р-римостью или повыш. давлением пара), растворяются или испаряются, выбрасывая захваченный ими ранее микрокомпонент в окружающую среду. Более крупные и более совершенные по внутр. строению частицы продолжают расти, захватывая микрокомпонент в квазиравновесном режиме. В результате микрокомпонент перераспределяется между средой и осадком, причем если на стадии первичного захвата Кдhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/6/6/13166.jpegКравн, то микрокомпонент частично переходит из твердой фазы в среду, а если Кдhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/6/7/13167.jpegКравн, то микрокомпонент дополнительно переходит в осадок.

Равновесное распределение. При длительном перераспределении устанавливается равновесное распределение микрокомпонента между твердой фазой и средой (законХлопина):

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/6/8/13168.jpeg

Значение Кравн для разных систем изменяется в широких пределах (от 10-6 до 106). Для ряда микрокомпонентов, соосаждающихся с одним и тем же макрокомпонентом, значения Кравн коррелируют с энтальпией сублимации, стандартным электродным потенциалом и др. св-вами кристаллов микрокомпонента. Коэф. Кравн сложным образом зависит от т-ры и состава р-ра, скачкообразно меняется при полиморфном превращении твердой фазы осадка, при изменении степени окисления элемента, образующего микрокомпонент. Согласно эмпирич. правилу Фаянса-Па-нета, значение Кравн достаточно велико, если микрокомпонент образует с ионами осадка противоположного знака малорастворимое или слабодиссоциирующее соединение. Согласно правилу Хана, значение Кравн достаточно велико, если микро- и макрокомпоненты изоморфны или изо-диморфны. По правилу Руффа l>1, если р-римость кристаллов микрокомпонента меньше, чем макрокомпонента, и наоборот. При сокристаллизации ионных диэлектриков значение Кравн велико, если микро- и макрокомпоненты имеют однотипные хим. ф-лы, а их кристаллы изоструктур-ны с параметрами решетки, различающимися менее чем на 5% (правило Гримма): По правилу Юм-Розери из металлич. расплавов с большим Кравн сокристаллизуются изоструктурные в-ва, если межатомные расстояния в их кристаллах различаются не более чем на 15%.

С.-один из осн. способов очистки в-в и концентрирования примесей (см. в Ст. Монокристаллов выращивание; методы зонной плавки и дробной кристаллизации). В научной практике С. используют для идентификации степени окисления элементов, образующих микрокомпонент, определения констант устойчивости комплексов, р-римостей в-в и параметров фазовых переходов. С помощью С. были открыты Ra и Ро, обнаружено деление урана.

Лит.: Мелихов И. В., Меркулова М. С., Сокристаллизация, М., 1975; Вассерман И.М., Химическое осаждение из растворов, Л., 1980; Гельпе-рин Н. И., Носов Г. А., Основы техники фракционной кристаллизации, М., 1986. И. В. Мелихов.



B-сультон Сажа Сакагучи реакция Салициловая кислота Салициловый альдегид Саломас Самарий Самовозгорание Самовоспламенение Самоорганизация Санталидол Санталол Сапонины Сапропелиты Саркозиды Сафлоровое масло Сафрол Сахара Сахарин Сахароза Сварка Сверхкислоты Сверхпроводники Сверхтонкие взаимодействия Светеналь Светостабилизаторы Светостойкость Свинец Свинецорганические соединения Свинца азиды Свинца ацетаты Свинца галогениды Свинца оксиды Свинца сплавы Свинца сульфаты Свинца титанат Свинца тринитрорезорцинат Свинца халькогениды Связующие Сгущение Сдвига правило Сдвигающие реагенты Себациновая кислота Сегнетоэлектрики Седативные средства Седиментационный анализ Седиментация Секретин Секстетные перегруппировки Секуринеги Секуринин Селективная очистка Селен Селена оксиды Селенаты Селенйды Селенорганические соединения Селенофен Селитры Семидиновая перегруппировка Семикарбазид Семикарбазоны Семихиноны Сенсибилизация оптическая Сенсоры химические Сепарация воздушная Сера Сераорганические соединения Серебра нитрат Серебра сульфид Серебро Серин Серная кислота Сернистая кислота Сернистые красители Сернистый ангидрид Сернокислотная очистка Серные удобрения Серный ангидрид Серный эфир Сероводород Серотонин Сероуглерод Серы галогениды Серы гексафторид Серы диоксид Серы триоксид Сесквитерпены Сетчатые полимеры Сжимаемость Си Сигматропные перегруппировки Сигнализаторы загорания Сигнальные составы Сиднокарб Сиккативы Сила осциллятора Силаны Силарда-чалмерса эффект Силатраны Силикагель Силикатные краски Силикаты Силиконовые каучуки Силиконы Силилирование Силилфосфиты Силициды Силоксановые каучуки Силоксаны Силумины Сим Симметризация Симметрия молекул Симмонса-смита реакция Симпатолитические средства Син Синдиотактические полимеры Синергисты Синерезис Синильная кислота Синтамиды Синтез-газ Синтетические волокна Синтетические масла Синтон Синхротронное излучение Ситаллы Ситовой анализ Скандий Скатол Сквален Скипидар Склареол Склеивание Скорость реакции Скраупа реакция Слабительные средства Сланцы Сложные реакции Сложные удобрения Сложные эфиры Слоистые пластики Слюды Смазочное действие Смазочные масла Смазочные материалы Смайлса перегруппировка Смачивание Смесевые взрывчатые вещества Смеси полимеров Смешанные удобрения Смешение Смидта реакция Смолы природные Смолы синтетические Смоляные кислоты Снотворные средства Соапсток Согласованные реакции Сода Соевое масло Соединения включения Сокристаллизация Соли Солидолы Сольватация Сольватированный электрон Сольватокомплексы Сольватохромия Сольваты Сольвенты Сольволиз Солюбилизация Соляная кислота Соматолиберин Соматостатин Соматотропин Соммле реакция Сомономеры Соосаждение Сополиконденсация Сополимеризация Сополимеры Сополиэфирные волокна Сопряжение связей Сопряженные реакции Сорбиновая кислота Сорбит Сорбитали Сорбитаны Сорбция Сосновая смола Сотопласты Спазмолитические средства Спекание Спектральный анализ Спектрополяриметрия Спектроскопия Спектроскопия отражения Спектрофотометрия Спилловер Спин Спин-орбитальное взаимодействие Спин-спиновое взаимодействие Спиновая плотность Спинового зонда метод Спинового эха метод Спиновых ловушек метод Спиросоединения Спирт листьев Спирторастворимые красители Спирты Спирты полифторированные Сплавы Сплайсинг Средства для наркоза Сродство к электрону Стабилизаторы Стабилизация полимеров Стандартное состояние Стандартные образцы Стандартный потенциал Старение полимеров Статистическая термодинамика Стафилококковые энтеротоксины Стеариновая кислота Стекло жидкое Стекло кварцевое Стекло неорганическое Стекло органическое Стекло растворимое Стеклования температура Стекловолокниты Стеклообразное состояние Стеклопластики Стеклотекстолиты Стеклянное волокно Стеклянный электрод Степень окисления Стереоизомерия Стереорегулярные полимеры Стереоселективность Стереоселективный катализ Стереоселектйвный синтез Стереоспецифичность Стереохимия Стерины Стерические требования Стероидные алкалоиды Стероидные гормоны Стероиды Стефена реакция Стехиометрия Стивенса перегруппировка Стильбен Стиракс Стиралилацетат Стирол Стирола оксид Стирола сополимеры Стирольные каучуки Столкновений теория Сторка реакция Стрептомицин Стрихнин Стронций Стронция галогениды Стронция карбонат Стронция нитрат Стронция оксид Стронция титанат Строфантин Структура потоков Структурная химия Структурный анализ Структурообразование Студни Сублимация Субстантивные красители Субтилизины Сукцинатдегидрогеназа Сукцинаты Сукцинимид Сулема Сультамы Сультоны Сульфамиды Сульфаминовая кислота Сульфаниламидные препараты Сульфаны Сульфатное мыло Сульфатный щедок Сульфаты неорганические Сульфаты органические Сульфеновые кислоты Сульфиды неорганические Сульфиды органические Сульфиновые кислоты Сульфирование Сульфитный щелок Сульфиты неорганические Сульфиты органические Сульфокислоты Сульфоксиды Сульфолан Сульфолены Сульфонаты Сульфониевые соединения Сульфонилмочевины Сульфоны Сульфосалициловая кислота Сульфоуреид Сульфофталеины Сульфохлориды Сульфураны Сульфурилгалогениды Супероксиддисмутазы Суперфосфаты Сурепное масло Сурьма Сурьмаорганические соединения Сурьмы галогениды Сурьмы оксиды Сурьмы халькогениды Суспензии Суспензионная полимеризация Суспензионный электрод Сушка Сфинголипиды Сфингомиелины Сшивающие агенты Сшитые полимеры Сырой бензол