Reja Kristallanish. Kristallanish jarayonining muvozanati va tezligi. Kristallarni hosil qilish usullari va uning xossalariga kristallanish sharoitining ta’siri

Kristallizatorlar konstruksiyalari Ven diagrammasi
Reja


1. Kristallanish.
2. Kristallanish jarayonining muvozanati va tezligi.
3. Kristallarni hosil qilish usullari va uning xossalariga kristallanish sharoitining ta’siri.
4. Kristallizatorni hisoblash.
a) Kristallanish jarayonining moddiy balansi.
b) Sovitish usuli bilan ishlaydigan kristallizatorlarni hisoblash.
Kristallanish.

Eritmalardan erigan qattiq fazaning kristall holida ajralishi kristallanish deyiladi. Kristallar - qirralari har xil geometrik shakldagi bir jinsli qattiq moddalardir. Har bir kimyoviy birikmadagi kristall shakllari bir-biridan simmetriya о‘qlarining soni va joylashishi bilan farqlanadi. Bu birikmalardagi bir necha kristall shakllarining hosil bо‘lishi polimorfizm deyiladi.

Kristallanish jarayonining sharoitiga qarab, bir modda tarkibidagi xar xil miqdordagi suv molekulalari bо‘lgan kristallar hosil qiladi. Bunday kristallar kristalogidratlar deyiladi.
Kimyoviy texnologiya sanoatida kristallanish jarayoni toza moddalar olish uchun keng qо‘llaniladi. Oziq - ovqat sanoatida kristallanish jarayoni qand-shakar ishlab chiqarishda, glyukoza olishda, konditer sanoatida va boshqa soxalarda ishlatiladi. Bir vaqtning о‘zida bir necha kristallarning hosil bо‘lishi umumiy kristallanish deyiladi. Eritmalarda umumiy kristallanish jarayoni, eritmalar temperaturasini о‘zgartirish va eritmadagi erituvchining bir qismini bug‘latish bilan kristallanayotgan moddaning eruvchanligini kamaytirish natijasida hosil bо‘lgan bug‘larni sovitib ham olinadi:
Sanoatda kristallanish jarayoni quyidagi bosqichlarda boradi:

1. 
   kristallanish; 2) osil bо‘lgan kristallarni eritmalardan ajratib olish; 3) kristallarni yuvish va quritish.
   

Kristallanish jarayonining muvozanati va tezligi.

Kristallanish jarayoni eritmadagi qattiq faza eruvchanligining о‘zgarishiga asoslangan. Temperatura ortishi bilan moddalrning eruvchanligi kо‘payib, ular yaxshi eruvchanlik xususiyatiga ega bо‘ladi. Temperatura ortishi bilan ba’zi moddalarning eruvchanligi kamayib ketadi va ular yomon eruvchan moddalar hisoblanadi.

ґta tо‘yingan eritma esa о‘z tarkibida eruvchanlik xususiyatiga nisbatan ortiqcha miqdorda erigan modda ushlaydi. Shu sababli о‘ta tо‘yingan eritmalar turg‘un bо‘lmaydi. Bunday eritmalardan ortiqcha erigan moddalar kristall holida ajraladi, sо‘ngra esa eritma yana tо‘yingan holatga о‘tadi.
- rasmda har xil tuz eritmalarining temperatura ta’sirida eruvchanligi kо‘rsatilgan. Temperatura ortishi bilan kaliy nitrat tuzining eruvchanligi birdan kо‘payadi (1-1 - chiziq), kaliy tuzining eruvchanligi esa о‘zgaradi (2-2 - chiziq), natriy xlorid tuzining eruvchanligi esa tarkibidagi kristalizatsion suvga bog‘liq. Agar tuz tarkibida suv molekulalari bо‘lsa, temperatura ortishi bilan uning eruvchanligi ortadi (4f-4 - chiziq), suvsiz natriy sulfat tuzining eruvchanligi esa kamayadi (4-4b - chiziq).



Eritmalarning holat diagrammasidan ( -rasm) foydalanib kristallanish jarayonining eng qulay a effektiv usulini aniqlash mumkin. - rasmda uch binar sistemadagi eritmalarning holat diagrammasi kо‘rsatilgan. Har bir sistemada eruvchanlik egri chiziqdan pastda (1-1 - chiziq) tо‘yinmagan eritmalar (V soha) turadi. Punktir chiziqlar (2-2) tо‘yingan eritmalar sohasini ikki qismga bо‘ladi. Eruvchanlik chizig‘i bilan о‘ta tо‘yingan eritmalar sohasining orasida eritmalar turg‘un bо‘ladi (B soha). ґta tо‘yingan eritmalar chizig‘idan pastda esa eritma turg‘un bо‘lmaydi. Noturg‘un konsentratsiyali sohaga tо‘g‘ri kelgan о‘ta tо‘yingan eritmalar birdan kristallanadi, turg‘un sohada bu eritmalarning holati о‘zgarmaydi. Turg‘un sohaning chegaralari eritmaning temperaturasiga, sovitish va bug‘latish tezligiga, aralashtirish intensivligiga bog‘liq.

Temperatura ta’sirida eruvchanligi birdan о‘zgaradigan birikmalarda tо‘yingan eritmaning temperaturasi kam (t₂ dan t₁ gacha) о‘zgarganda eritmaning holati sohaga tо‘g‘ri keladi. Konsentratsiya о‘zgargandan (S₀ dan S₁ gacha)m sо‘ng о‘sha tо‘yingan eritmalar sohasida erigan qattiq faza ajralib, kristallar hosil bо‘ladi. Bu vaqtda eritma yana qaytadan tо‘yinib, konentratsiyasi kamayadi (S₀ va C’_x gacha). Demak, bunday tо‘yinish darajasiga yaqin bо‘lgan eritmalar tezlik bilan turg‘un sohaga о‘tkaziladi va sovitish natijasida kristallanadi.

Temperatura ortishi bilan eruvchanligi sekin oshadigan birikmalar temperaturaning pasayishi natijasida о‘ta tо‘yinish holatiga о‘tadi. Bunda eritmadan kam miqdorda qattiq fazalar ajraladi, ularning miqdori erigan qattiq fazalarning miqdoriga tо‘g‘ri proporsional bо‘ladi.
- rasm, b dan kо‘rinib turibdiki, о‘zgarmas temperaturada tezlik bilan о‘ta tо‘yinish sohasiga tо‘g‘ri keladigan eritmaning holatiga erishish mumkin. Demak, eritma kristallanishi uchun erituvchining bir qismini bug‘latib yо‘qotish lozim.
Temperatura katta intervalda о‘zgarganda ham eruvanligi doimiy bо‘lgan eritmalar bо‘glatib kristallanadi.
Kristallanish tezligi eritmaning tо‘yinish darajasiga, temperaturaga, kristallarning hosil bо‘lishiga, aralashtirish intensivligiga hamda eritmadagi qо‘shimcha aralashmalarning tarkibiga bog‘liq. Kristallarning hosil bо‘lishi va uning о‘sishiga ta’sir qiluvchi faktorlarni о‘zgartirish bilan kerakli о‘lchamdagi kristall mahsulotlar olish mumkin. ґta tо‘yingan va о‘ta sovitilgan eritmalarda о‘z-о‘zidan kristallanish markazi hosil bо‘ladi. Eritmada erigan modda ayrim inlarining bir-biriga urilib, zarrachalar uyushmasi hosil bо‘lishi natijasida dastlabki kristallar paydo bо‘ladi.
Kristallanish markazlari harakatchan bо‘lgani uchun erigan moddalarning kristallanishi kо‘rinmaydi. Bunday yashirin kristall hosil bо‘lishining boshlanHich davri induksiyali kristallanish deyiladi. Induksiyali kristallanishning davri erigan modda va erituvchining tabiatiga, о‘ta tо‘yinish darajasiga va eritmaning tozaligiga nisbatan bir ncha sekunddan to oylargacha davom etishi mumkin. Bu jarayonni tezlatish uchun о‘ta tо‘yingan eritmalarga erigan moddaning kristallari qо‘shiladi.
Dastlabki kristallarni hosil bо‘lishini tezlatish uchun temperaturani oshirish, eritmalarni aralashtirish va tashqi mexanik kuchlar ta’sir ettirish kerak. Bunlan tashqari, dastlabki kristallarning hosil bо‘lishiga kristallizator devorlarining Habir-budurligi, aralashtirish materiali katta ta’sir kо‘rsatadi.
Kristallanish sharoitiga qarab jarayonning tezligi vaqt bо‘yicha keng intervalda о‘zgaradi. Induksiyali kristallanish davrida tezlik nolga teng bо‘lib, sо‘ngra ma’lum vaqt davomida maksimum qiymatga, keyin esa yana qaytadan nolga teng bо‘ladi ( -rasm). ґta tо‘yinish darajasi juda yuqori bо‘lgan eritmalarda tezlik birdan maksimal qiymatga ega bо‘ladi. (1 egri chiziq). ґta tо‘yinish darajasi kamroq bо‘lgan yoki kristallanish jarayoniga salbiy ta’sir qiluvchi qо‘shimcha aralashmali eritmalarda induksiyali kristallanish jarayonida tezlik ma’lum vaqtgacha maksimal qiymatga ega bо‘lib, shu sohada u gorizontal chiziq bо‘yicha о‘zgarmas qiymatga ega bо‘ladi.
Umuman olganda, temperatura krislarning о‘sish tezligiga ijobiy ta’sir qiladi, chunki yuqori temperaturada eritmaning qovushqoqligi kamayib, diffuziya jarayoni yaxshi ketadi. Ammo temperatura ta’sirida kо‘p miqdorda mayda kristallar hosil bо‘ladi. Bundan tashqari, temperatura ortishi bilan eruvchanlik kо‘payib ketib, eritmaning tо‘yinish darajasi kamayadi, natijada jarayonning harakatlantiruvchi kuchi kamayadi.

Kristallarni hosil qilish usullari va uning