Kristallanish usullari

Jarayon kinetikasi. Eritmadan moddani qattiq fazaga o’tishi, erigan moddalarning chegaraviy qatlam orqali diffuziya usulida amalga oshadi. Kristallanish jarayonining tezligi chegaraviy qatlam orqali erigan modda duffiziyasi yoki kristall bilan modda qo’shilish tezligi yoki bir vaqtning o’zida ikkala omil bilan aniqlanishi mumkin.

Saxarozaning kristallanish jarayonini ko’rib chiqamiz. Kristallar o’lchami o’sishi jarayonida ular  qalinlikdagi o’ta to’yingan, metastabil eritma chegaraviy qatlami bilan o’ralgan bo’ladi. Ushbu o’ta to’yingan eritmadan ortiqcha saxaroza molekulalari tezda ajralib chiqadi va kristall yuzasiga yopishadi. Natijada, eritma u_n konstentrastiyali holatiga o’tadi.
Lekin, kristallarni ma’lum bir masofada o’rab turgan eritmada konstentrastiyasi u_p bo’lgan o’ta to’yingan saxaroza saqlanib turadi.
Konstentrastiyalar farqi u_p - u_n bo’lgani uchun eritmaning chegaraviy qatlami orqali saxaroza diffuziya qiladi. Kristall qirralariga yaqinlashgan, saxaroza molekulalari kristallik panjaraga o’tadi, ya’ni fazaviy o’tish sodir bo’ladi. Shunday qilib, kristallar o’sish tezligi saxarozaning diffuziya va fazalarni ajratuvchi chegarada fazaviy o’tish tezliklari bilan belgilanadi. Agar, fazaviy o’tish tezligi saxarozaning diffuziya tezligidan yuqori bo’lsa, unda saxarozaning kristallanish jarayonini cheklovchi bosqichi bo’lib uning diffuziyasi hisoblanadi.
Saxaroza kristallarining o’sish tezligi ushbu tenglama yordamida ifodalash mumkin:


(1)

bu erda dM - vaqt birligida kristallangan modda miqdori; D - diffuziya koeffistienti; F - kristallanish yuzasi; u_p - o’ta to’yingan eritma hajmidagi modda konstentrastiyasi; u_n - kristall sirti atrofidagi modda konstentrastiyasi (odatda eritma konstentrastiyasiga teng deb qabul qilinadi);  - konstentrastiyasi u_p dan u_n gacha o’zgaradigan eritma chegaraviy qatlamining qalinligi.

(1) tenglamani integrallasak, ushbu ko’rinishga ega bo’lamiz:

Kristallanish tezligi esa:
(2)

Kristallar laminar rejimda o’ta to’yingan eritma bilan yuvilib turishini hisobga olsak, chegaraviy qatlam qalinligi ushbu ifodadan aniqlanadi:

(3)

bu erda  - to’yingan eritmaning dinamik qovushoqligi; w - kristallarning eritmadagi harakat tezligi. Stoks qonuniga binoan v = 1/.

Eynshteyn nazariyasiga binoan diffuziya koeffistientining absolyut temperatura T va qovushoqlik  ga bog`liqligi quyidagi funkstiya bilan ifodalanadi:

(4)

bu erda k - diffuziyalanayotgan modda tabiatiga bog`liq o’zgarmas kattalik.

(3) va (4) tenglamalarni (2) ga qo’ysak, ushbu ko’rinishga erishamiz:

(5)

²=1 bo’lganda, koeffistient k = 2318. Unda, (5) tenglama ushbu ko’rinishni oladi:

(6)

bu erda M/(F) - saxarozaning kristallanish tezligi, mg/(m²min); u_p-u_n - konstentarstiyalar farqi, gramm 100 g eritmaga;  - to’yingan eritmaning dinamik qovushoqligi, mPas.

Kristallanish tezligini belgilovchi asosiy omillar: eritmaning o’ta to’yinish darajasi; temperatura; kristallanish markazlarining hosil bo’lishi; aralashtirish intensivligi; eritmada qo’shimcha moddalar borligi va h.

Kristallanish jarayoni 2 bosqichdan iborat: kristallanish markazlarini hosil bo’lishi va kristallarning o’sishi.