Кристаллизация. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Растворимость веществ в различных растворителях зависит от физико-химических свойств тех и других, а также от температуры. Растворы, содержащие предельное количество растворимого веще-
678
679
ства ан при данной температуре, называются насыщен¬ными, при а <ан — ненасыщенными, при а > а„ — пересыщенными. Между насыщенным раствором и твер¬дым растворенным веществом (кристаллами) устанавливается подвижное равновесие. Последнее характеризуется постоянством во времени количеств растворяющегося и вновь кристаллизую-
20 ио 60 80 Температура, С
20 40 60 Температура°С
- зос
ю го зо чо
Концентрация NH4Cl, % (масс.)
Рис. XV-1. Кривые растворимости бинар¬ных расплавов.
щегося вещества. Условие равновесия выражается зависимостью концентрации насыщенного раствора ан от температуры t. Эта зависимость, как и выбор самого растворителя, определяются опытным путем.
680
В зависимости от свойств растворенных веществ и растворите¬лей кривые растворимости в рассматриваемом температурном диапазоне бывают либо непрерывные (рис. XV-1, а), либо с изломами (рис. XV-1, б). Заметим, что те и другие кривые имеют резко отличающийся подъем, который характеризует раз¬личное влияние температуры на растворимость; в нашем примере этот подъем очень мал для NaCl и весьма велик у KN03 и Na2S03. Изломы кривой растворимости всегда соответствуют изменениям состава стабильной твердой фазы. Так, в температурном интер¬вал^ 0—48,2 °С стабильная твердая фаза представляет собой пентагидрат Na2S03-5H20, между 48,2—66,5 °С — дигидрат Na2S03-2H20, а при температурах выше 66,5 °С — безводную соль Na2S03. Кривая растворимости имеет в данном случае два излома и состоит из трех непрерывных ветвей. Каждому кристаллогидрату соответствует определенное равновесное давление паров, которое возрастает с увеличением температуры и количества молекул кристаллизационной воды скачкообразно. Так, например, в случае упаривания водного раствора Na2S03-5H20 при постоянной темпе¬ратуре давление паров над раствором будет оставаться постоянным до полного удаления трех молекул воды, т. е. до образования дигидрата, после чего оно скачкообразно возрастет. Заметим только, что температуры перехода одной кристаллогидратной формы в другую могут существенно смещаться при наличии в рас¬творе посторонних примесей.