5. Venn Diagrammasi

Kritallizatorlar konstruksiyalari ven deagrammasi


Режа


1. Кристалланиш.
2. Кристалланиш жараёнининг мувозанати ва тезлиги.
3. Кристалларни ҳосил қилиш усуллари ва унинг хоссаларига кристалланиш шароитининг таъсири.
4. Кристаллизаторни ҳисоблаш.
5. Venn Diagrammasi

Кристалланиш.

Эритмалардан эриган қаттиқ фазанинг кристалл ҳолида ажралиши кристалланиш дейилади. Кристаллар - қирралари ҳар хил геометрик шаклдаги бир жинсли қаттиқ моддалардир. Ҳар бир кимёвий бирикмадаги кристалл шакллари бир-биридан симметрия ўқларининг сони ва жойлашиши билан фарқланади. Бу бирикмалардаги бир неча кристалл шаклларининг ҳосил бўлиши полиморфизм дейилади.

Кристалланиш жараёнининг шароитига қараб, бир модда таркибидаги хар хил миқдордаги сув молекулалари бўлган кристаллар ҳосил қилади. Бундай кристаллар кристалогидратлар дейилади.
Кимёвий технология саноатида кристалланиш жараёни тоза моддалар олиш учун кенг қўлланилади. Озиқ - овқат саноатида кристалланиш жараёни қанд-шакар ишлаб чиқаришда, глюкоза олишда, кондитер саноатида ва бошқа сохаларда ишлатилади. Бир вақтнинг ўзида бир неча кристалларнинг ҳосил бўлиши умумий кристалланиш дейилади. Эритмаларда умумий кристалланиш жараёни, эритмалар температурасини ўзгартириш ва эритмадаги эритувчининг бир қисмини буғлатиш билан кристалланаётган модданинг эрувчанлигини камайтириш натижасида ҳосил бўлган буғларни совитиб ҳам олинади:
Саноатда кристалланиш жараёни қуйидаги босқичларда боради:

1. 
   кристалланиш; 2) осил бўлган кристалларни эритмалардан ажратиб олиш; 3) кристалларни ювиш ва қуритиш.
   

Кристалланиш жараёнининг мувозанати ва тезлиги.

Кристалланиш жараёни эритмадаги қаттиқ фаза эрувчанлигининг ўзгаришига асосланган. Температура ортиши билан моддалрнинг эрувчанлиги кўпайиб, улар яхши эрувчанлик хусусиятига эга бўлади. Температура ортиши билан баъзи моддаларнинг эрувчанлиги камайиб кетади ва улар ёмон эрувчан моддалар ҳисобланади.

ґта тўйинган эритма эса ўз таркибида эрувчанлик хусусиятига нисбатан ортиқча миқдорда эриган модда ушлайди. Шу сабабли ўта тўйинган эритмалар турғун бўлмайди. Бундай эритмалардан ортиқча эриган моддалар кристалл ҳолида ажралади, сўнгра эса эритма яна тўйинган ҳолатга ўтади.
- расмда ҳар хил туз эритмаларининг температура таъсирида эрувчанлиги кўрсатилган. Температура ортиши билан калий нитрат тузининг эрувчанлиги бирдан кўпаяди (1-1 - чизиқ), калий тузининг эрувчанлиги эса ўзгаради (2-2 - чизиқ), натрий хлорид тузининг эрувчанлиги эса таркибидаги кристализацион сувга боғлиқ. Агар туз таркибида сув молекулалари бўлса, температура ортиши билан унинг эрувчанлиги ортади (4ф-4 - чизиқ), сувсиз натрий сульфат тузининг эрувчанлиги эса камаяди (4-4б - чизиқ).



Эритмаларнинг ҳолат диаграммасидан ( -расм) фойдаланиб кристалланиш жараёнининг энг қулай а эффектив усулини аниқлаш мумкин. - расмда уч бинар системадаги эритмаларнинг ҳолат диаграммаси кўрсатилган. Ҳар бир системада эрувчанлик эгри чизиқдан пастда (1-1 - чизиқ) тўйинмаган эритмалар (В соҳа) туради. Пунктир чизиқлар (2-2) тўйинган эритмалар соҳасини икки қисмга бўлади. Эрувчанлик чизиғи билан ўта тўйинган эритмалар соҳасининг орасида эритмалар турғун бўлади (Б соҳа). ґта тўйинган эритмалар чизиғидан пастда эса эритма турғун бўлмайди. Нотурғун концентрацияли соҳага тўғри келган ўта тўйинган эритмалар бирдан кристалланади, турғун соҳада бу эритмаларнинг ҳолати ўзгармайди. Турғун соҳанинг чегаралари эритманинг температурасига, совитиш ва буғлатиш тезлигига, аралаштириш интенсивлигига боғлиқ.

Температура таъсирида эрувчанлиги бирдан ўзгарадиган бирикмаларда тўйинган эритманинг температураси кам (t₂ дан t₁ гача) ўзгарганда эритманинг ҳолати соҳага тўғри келади. Концентрация ўзгаргандан (С₀ дан С₁ гача)м сўнг ўша тўйинган эритмалар соҳасида эриган қаттиқ фаза ажралиб, кристаллар ҳосил бўлади. Бу вақтда эритма яна қайтадан тўйиниб, конентрацияси камаяди (С₀ ва C’_х гача). Демак, бундай тўйинищ даражасига яқин бўлган эритмалар тезлик билан турғун соҳага ўтказилади ва совитиш натижасида кристалланади.

Температура ортиши билан эрувчанлиги секин ошадиган бирикмалар температуранинг пасайиши натижасида ўта тўйиниш ҳолатига ўтади. Бунда эритмадан кам миқдорда қаттиқ фазалар ажралади, уларнинг миқдори эриган қаттиқ фазаларнинг миқдорига тўғри пропорционал бўлади.
- расм, б дан кўриниб турибдики, ўзгармас температурада тезлик билан ўта тўйиниш соҳасига тўғри келадиган эритманинг ҳолатига эришиш мумкин. Демак, эритма кристалланиши учун эритувчининг бир қисмини буғлатиб йўқотиш лозим.
Температура катта интервалда ўзгарганда ҳам эруванлиги доимий бўлган эритмалар бўглатиб кристалланади.
Кристалланиш тезлиги эритманинг тўйиниш даражасига, температурага, кристалларнинг ҳосил бўлишига, аралаштириш интенсивлигига ҳамда эритмадаги қўшимча аралашмаларнинг таркибига боғлиқ. Кристалларнинг ҳосил бўлиши ва унинг ўсишига таъсир қилувчи факторларни ўзгартириш билан керакли ўлчамдаги кристалл маҳсулотлар олиш мумкин. ґта тўйинган ва ўта совитилган эритмаларда ўз-ўзидан кристалланиш маркази ҳосил бўлади. Эритмада эриган модда айрим инларининг бир-бирига урилиб, заррачалар уюшмаси ҳосил бўлиши натижасида дастлабки кристаллар пайдо бўлади.
Кристалланиш марказлари ҳаракатчан бўлгани учун эриган моддаларнинг кристалланиши кўринмайди. Бундай яширин кристалл ҳосил бўлишининг бошланҲич даври индукцияли кристалланиш дейилади. Индукцияли кристалланишнинг даври эриган модда ва эритувчининг табиатига, ўта тўйиниш даражасига ва эритманинг тозалигига нисбатан бир нча секунддан то ойларгача давом этиши мумкин. Бу жараённи тезлатиш учун ўта тўйинган эритмаларга эриган модданинг кристаллари қўшилади.
Дастлабки кристалларни ҳосил бўлишини тезлатиш учун температурани ошириш, эритмаларни аралаштириш ва ташқи механик кучлар таъсир эттириш керак. Бунлан ташқари, дастлабки кристалларнинг ҳосил бўлишига кристаллизатор деворларининг Ҳабир-будурлиги, аралаштириш материали катта таъсир кўрсатади.
Кристалланиш шароитига қараб жараённинг тезлиги вақт бўйича кенг интервалда ўзгаради. Индукцияли кристалланиш даврида тезлик нолга тенг бўлиб, сўнгра маълум вақт давомида максимум қийматга, кейин эса яна қайтадан нолга тенг бўлади ( -расм). ґта тўйиниш даражаси жуда юқори бўлган эритмаларда тезлик бирдан максимал қийматга эга бўлади. (1 эгри чизиқ). ґта тўйиниш даражаси камроқ бўлган ёки кристалланиш жараёнига салбий таъсир қилувчи қўшимча аралашмали эритмаларда индукцияли кристалланиш жараёнида тезлик маълум вақтгача максимал қийматга эга бўлиб, шу соҳада у горизонтал чизиқ бўйича ўзгармас қийматга эга бўлади.
Умуман олганда, температура крисларнинг ўсиш тезлигига ижобий таъсир қилади, чунки юқори температурада эритманинг қовушқоқлиги камайиб, диффузия жараёни яхши кетади. Аммо температура таъсирида кўп миқдорда майда кристаллар ҳосил бўлади. Бундан ташқари, температура ортиши билан эрувчанлик кўпайиб кетиб, эритманинг тўйиниш даражаси камаяди, натижада жараённинг ҳаракатлантирувчи кучи камаяди.

Кристалларни ҳосил қилиш усуллари ва унинг