Кристализация - хидрат - Голямата енциклопедия на нефта и газа, статия, страница 1
Кристализация - хидрат
Кристализацията на хидрати по време на втвърдяване на цимента както във вода, така и в минерализирана среда при нерегулирани условия води до образуването на редица твърди разтвори на новообразувания (в системите CaO - SiO2 - H2O и CaO - A12O3 - H2O могат едновременно да кристализират до 50 съединения с много различен състав, структура и свойства), които поради тяхното кристално-химично сходство не могат да бъдат еднозначно идентифицирани и изолирани за изследване определяне на техните индивидуални технологични свойства и области на устойчиво съществуване; без това е безполезно да се повдига въпросът за насочен синтез на циментов камък с желани свойства. Ето защо на първия етап от работата беше поставен проблемът за синтеза на хидратирани фази (включително монокристали с постоянен състав, структура и свойства), които изграждат камъка от цименти за нефтени кладенци при различни условия. [1]
На свободната повърхност на контакта газ-вода по-лесно се образуват хидратни кристализационни ядра. [2]
Така при кристализацията на SOz хидрат в атмосфера от смес от благородни газове се получава утайка, съдържаща изоморфно съкристализирани радон, ксенон и криптон. В този случай хелий, неон, аргон остават в газовата фаза. Поради образуването на клатратно съединение от друг тип, аргонът също може да се превърне в утайка. [4]
Скоростта на образуване на ядра на хидратна кристализация до голяма степен се определя от стойността на външното налягане и степента на преохлаждане на процеса. С увеличаване на налягането се увеличава скоростта на образуване на кристализационни ядра. С увеличаване на степента на преохлаждане, скоростта на образуване на кристализационни ядра ще се увеличи рязко и, достигайки определена стойност, при дадено налягане, тя постепенно намалява. След появата на центркристализационен хидрат се разпространява и заема цялата свободна повърхност на контактния газ – вода. Скоростта на образуване на непрекъснат хидратиран филм върху границата газ-вода зависи от преохлаждането и състоянието на водата, налягането и температурата на процеса. Радиалната скорост на образуване на хидратен филм върху свободната повърхност около кристализационните ядра е сравнително висока и достига стотици микрометри в секунда. Той остава постоянен за дадени термодинамични условия. С увеличаване на налягането, намаляване на специфичния обем газ и увеличаване на преохлаждането, т.е. увеличаване на структурирането на водата, скоростта на образуване на хидрат на повърхностния филм се увеличава. [5]
Това съединение се получава чрез кристализация на никелов хлорид хидрат от пиридин. По същия начин се получава подобно съединение на желязото, разтворимо в органични разтворители. [6]
Необходимо е да се отбележат още някои особености на кристализацията на калциев хидрат и карбонат. Последните изследвания с помощта на електронен микроскоп установиха, че частиците калциев хидроксид, независимо от метода на тяхното получаване, имат сферична форма. [7]
Ако обаче говорим за кристализация на солни хидрати, придружена от силно увеличаване на обема на твърдата фаза, тогава вътрешните напрежения могат да бъдат големи. [8]
По-нататък от тази точка е третият клон на кристализация на следващия хидрат на стронциев хлорид. Химическият анализ показа, че солта съдържа 36,21% хлориден йон или 80,97% стронциев хлорид, което близо съответства на шестхидратния хидрат. Получената изотерма на разтворимост на изследваната система е подобна на диаграмата, установена от предишни изследователи. [9]
На диаграмата на фиг. 6 регионът AJGR е полето на кристализация на хидрата, а регионът JDC е полето на кристализациябезводна сол. [единадесет]
При достигане на тази точка, при продължаващо изпаряване на водата, започва кристализация на хидрата AH-uH20, като фигуративната точка на разтвора ще премине по кривата bD до точката на трансформация D, при достигането на която ще започне отделянето на безводната сол на AX и разтварянето на кристалния хидрат на AX-uH20. [12]
Един от методите за пречистване на алкални разтвори от хлориди [72, 73] е кристализацията на хидрати на сода каустик и поташ каустик. Последните предложения са обосновани от диаграмата на топене, проучена от Pickering [741], а също и от нови статии. [13]
При втвърдяване на свързващи вещества на базата на гасена вар протичат два процеса: кристализация на калциев оксид хидрат и неговата карбонизация. Кристализацията възниква поради отстраняването на водата и в това отношение прилича на изотермична кристализация с изпаряване. Протича бавно поради относително малки пренасищания на разтвора. Кристалите Ca (OH) 2, растат заедно, образуват варовикова рамка. Тъй като по време на кристализация скоростта на създаване на свръхнасищане поради изпаряването на водата и скоростта на кристализация постепенно се балансират взаимно, образуването на кристали Ca(OH) 2 продължава известно време при постоянно свръхнасищане. Тъй като процесът на изпаряване е бавен, този случай се характеризира с малка степен на пренасищане и, следователно, много ниска скорост на кристализация. По-горе споменахме, че процесът на кристализация на Ca (OH) 2 прилича на изотермичен процес на образуване на твърда фаза с изпаряване. Но всъщност в началото на втвърдяването кристализацията може да протече при неизотермични условия поради остатъците от негасена вар, чиято хидратация е свързана със значителен термичен ефект. [14]
От процесите, протичащи по време на нормалното втвърдяване на вар, изпарението на водата, придружено откристализацията на калциевия хидроксид е по-важна от карбонизацията на калциевия хидроксид. Получените кристали на последния растат един с друг, с пясъчни зърна и с кристали от варов карбонат, образувани на повърхността на разтвора. Важно е също така, че сушенето води до уплътняване на желатиновата маса и следователно до увеличаване на якостта на втвърдяващите се варови разтвори. Преобладаващото значение на този процес по време на втвърдяването на вар се потвърждава от факта, че изпаряването на водата от варовите разтвори става много по-бързо от карбонизацията. [15]