Статьи +7 (495) 223-18-03
8-800-600-18-03

г. Москва
 
   Главная | Выставки | Статьи | Каталоги | Склад | Новости | Партнеры | Услуги | Контакты

Оборудование (по алфавиту)
Анализаторы катализаторов
Анализаторы волокон и порошков
Анализаторы пены KRUSS
Анализаторы полимеров
Анализаторы размера частиц
Биореакторы и ферментёры
Генераторы газов
Диспергаторы лабораторные
Испарители роторные
Калориметры (выделяемое тепло)
Камеры испытательные Liebisch
Камеры климатические CTS
Камеры низкотемпературные
Камеры роста растений
Клапаны Sitec
Колонны ректификационные
Лазерные конфокальные микроскопы
Мельницы лабораторные
Мешалки лабораторные
Насосы газовые (вакуумные)
Насосы жидкостные
Печи лабораторные
Планетарные смесители
Приборы для измерения краевого угла смачивания (KRUSS)
Реакторы химические
Реакторы металлические
Реакторы проточные
Реакторы стеклянные
Реометры порошков
Стерилизаторы паровые CertoClav
Сушки лабораторные
Тензиометры KRUSS
Теплообменники
Термостаты HUBER
Тестеры фармпрепаратов
Фильтры лабораторные
Флэш-хроматографы Teledyne
Центрифуги фильтрующие
Шкафы и инкубаторы Memmert
Шланги лабораторные
Эксикаторы и перчаточные боксы
Галерея реакторов и фильтров




mistakes



Созревание Оствальда

Созревание Оствальда - это процесс растворения и повторного осаждения частиц. В 1896 году ученый Вильгельм Оствальд описал этот процесс, именно поэтому он был назван в его честь.

Основной причиной этого процесса является то, что большие частицы термодинамически более предпочтительны, чем мелкие частицы и по этой же причине этот процесс является спонтанным. Он может происходить в эмульсионных системах, где молекулы переходят от маленьких к большим каплям. Например, эти факты можно наблюдать при исследовании на DFA100.

Механизм

Созревание Оствальда вызвано термодинамикой и происходит потому что большие частицы являются более энергетически выгодными, нежели частицы с наименьшим размером.

В кубическом кристалле атомов все атомы связаны с 6 соседями (являются стабильными), а атомы на поверхности связываются с пятью соседями или меньше, именно поэтому эти атомы менее стабильны.

Кубическая кристаллическая структура хлорида натрия
Рисунок 1 - Кубическая кристаллическая структура хлорида натрия

Частицы с 6 соседями являются более энергетически выгодными, потому что c ними связано больше атомов, в сравнении с теми, что находятся на поверхности. Молекулы, которые находятся на поверхности маленькой частицы, будут стремиться оторваться от частицы в тот момент, когда система будет пытаться снизить свою общую энергию, в соответствии с уравнением Кельвина. В этот момент происходит увеличение концентрации свободных молекул в растворе. В момент перенасыщения свободные молекулы конденсируются на поверхности более крупных частиц. Отсюда можно сделать вывод, что мелкие частицы сжимаются, а крупные- растут., соответственно средний размер увеличивается. В момент, когда время начинает стремиться к бесконечности, все частицы собираются в сферу, чтобы общая площадь поверхности стала меньше.

В 1958 году Лифшиц и Слёзов проводили математическое исследование созревания Оствальда в период, когда диффузия материала является достаточно медленным процессом. Уравнение описывает границу между уменьшающимися и растущими частицами. Был сделан вывод, что следующий радиус частиц возрастает:

математическое исследование созревания Оствальда

〈R〉 - средний радиус всех частиц

γ - поверхностное натяжение частицы или поверхностная энергия

c - знак равно растворимость материала частиц

ν - молярный объем материала частицы

D - коэффициент диффузии материала частицы

Rg - постоянная идеального газа

T - абсолютная температура

t - время

Также Лифшиц и Слёзов пришли к уравнению для функции распределения частиц по размерам f (R,t). Образуется новая переменная ρ=R(〈R〉)-1, так как для удобства радиус частиц делится на средний радиус.

уравнение для функции распределения частиц по размерам

В 1961 году Карл Вагнер исследовал две системы, в которых диффузия и отрыв частиц на поверхности были медленными. Несмотря на то, что расчеты отличались, Вагнер пришел к таким же выводам, что Лифшиц и Слёзов. Одинаковые выводы оставались незамеченными долгое время ровно до тех пор, пока в 1975 году Кальвейт объединил их в теории Лифшица-Слёзова-Вагнера или теория созревания Оствальда.

Вагнер сделал вывод, что в момент отрыва молекул и их присоединения скорость роста становится равной:

в момент отрыва молекул и их присоединения скорость роста, где ks-константа скорости реакции

С помощью измерения среднего радиуса можно определить, будет ли подчинена система уравнению медленной диффузии или уравнению медленного прилипания. Если данные не подчиняются ни одному уравнению, то можно прийти к выводу, что созревание Оствальда не подходит.

Созревание Оствальда рассматривались только в созревании твердых веществ в жидкости, но, как было доказано, оно также наблюдается в системе жидкость-жидкость, например, в эмульсионной полимеризации. Происходит диффузия из мелких капель в крупные капли (в связи с большей растворимостью). Скорость процесса напрямую связана с растворимостью мономера в эмульсии. Это может привести к дестабилизации эмульсии (например, из-за вспенивания).

Примеры

Рассмотрим перекристаллизацию воды в мороженом. Более крупные кристаллы льда растут за счет более мелких (которые находятся внутри мороженого).

Эффект узо: капли микроэмульсии возрастают в результате созревания Оствальда. Обычным примером созревания по Оствальду является перекристаллизация воды в мороженом, которая придает старому мороженому зернистую хрустящую текстуру. Более крупные кристаллы льда растут за счет более мелких кристаллов внутри мороженого, создавая более грубую текстуру. Другой гастрономический пример - эффект узо, когда капельки мутной микроэмульсии растут в результате созревания Оствальда.

Созревание может также происходить в эмульсионных системах. Когда нужна миниэмульсия, добавляется гидрофобное соединение для остановки процесса.

Это интересно...
Исследование пенообразования
Контроль чистоты пивных емкостей
Загрузить
Каталог Тензиометры KRUSS 4.77 МВ
Брошюра Тензиометры KRUSS 0.38 МВ
 Создание сайта — Вячеслав Курашенко
© 2008-2021 Tirit.org - ООО | Карта сайта