Uudelleentiivistyminen

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 15. lokakuuta 2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .

Uudelleenkondensaatio eli Ostwald-kypsyminen [1] on aineen ylikyllästyneen faasin kondensaatioprosessi, joka havaitaan nestemäisissä sooleissa tai kiinteissä kolloidisissa liuoksissa kehitysvaiheen loppuvaiheessa, kun ydintymisvaihe on päättynyt , ja uusien suurten jyvien kasvua. faasi (esimerkiksi pisarat höyrystä) tapahtuu pienemmistä "suppression ilman syömistä" olosuhteissa, eli pisaroiden liukeneessa tarttumatta yhteen. Ilmiön kuvaili ensimmäisenä Ostwald . Uudelleenkondensaatio voi tapahtua kahdessa tilassa: pisaran pinnan absorptiokyvyn ohjauksessa ( Wagnerin teoria : [2] ), kun molekyylin keskimääräinen vapaa reitti on paljon suurempi kuin pallomaisen rakeen säde, ja toisessa muodossa. tapaus diffuusion hallinnassa höyryssä ( Lifshitz - Slezovin teoria : [3 ] [4] ). Jälkimmäinen on esitetty Landau , Lifshitz , Pitaevsky [5] tunnetun teoreettisen fysiikan kurssin viimeisen osan viimeisessä luvussa . Kun tämä ilmiö esiintyy kiinteissä mikrodispergoituneissa liuoksissa tai sedimenteissä, käytetään termiä Ostwald-uudelleenkiteytyminen .

Rekondensaatioteorian perusyhtälöt

Uudelleenkondensaatiomenetelmät eroavat pisaran säteen kasvun luonteesta, mutta molemmat määräytyvät ytimestymisteorian tärkeän arvon, kriittisen säteen perusteella (jos vaihtelujen seurauksena muodostuva rake on pienempi kuin kriittinen koko hetkessä, sitten se liukenee, muuten se jatkaa kasvuaan makroskooppisten kasvulakien mukaisesti). Myöhään aikoina tarkasteltavana olevan teorian mukaan kriittisen säteen asymptoottista lauseketta käytetään:

$R_{c}(t)={\frac {2v_{l}\sigma }{kT}}\cdot {\frac {N_{\infty }}{N(t)-N_{\infty }} }$ .

Tässä on tilavuus yhtä nestemolekyyliä kohden, pintajännityskerroin , Boltzmannin vakio , absoluuttinen lämpötila , höyrymolekyylien keskimääräinen määrä tilavuusyksikköä kohti (ulottumaton pitoisuus) ja höyryn tasapainopitoisuus tasaisen rajan yläpuolella nestefaasista, joka vastaa suuria pisarakokoja niiden pitkien kypsymisaikojen aikana ja pienintä höyrypitoisuutta, samalla kun kriittinen säde kasvaa äärettömään ja ne pisarat, jotka ovat kriittisen kynnyksen alapuolella, liukenevat. $v_{l}$ $\sigma$ $k$ $T$ $N(t)$ ${\displaystyle N_{\infty ))$

Joten diffuusiojärjestelmässä pudotussäteen kasvun yhtälö on muotoa:

${\frac {dR(t)}{dt}}={\frac {2v_{l}\sigma N_{\infty }}{kT}}\cdot {\frac {D}{R(t) }}\cdot \left({\frac {1}{R_{c}(t)}}-{\frac {1}{R(t)))\right)$ ,

missä on diffuusiokerroin . Toisessa tilassa, kertoimiin asti, tässä yhtälössä ei ole vain jakoa säteellä hakasulkeiden edessä. $D$

Kriittisen säteen lausekkeen ja suljetun teoriakuvauksen pisaroiden kasvuyhtälön lisäksi alla on kirjoitettu vielä kaksi yhtälöä.

Ainetasapainoyhtälö (höyryn ja tiivistyneen nesteen muodossa olevien aineen molekyylien kokonaismäärän pysyvyys):

$N(t)+{\frac {1}{v_{l}}}\int \limits _{0}^{\infty }{\frac {4}{3}}\pi R^{3 }f(R,t)dR=vakio$ ,

missä on pisaroiden koon (säteen) jakautumisfunktio normalisoituna pisaroiden kokonaismäärään. Huomaa, että integraalirajat eivät itse asiassa ulotu nollasta äärettömään, vaan minimipudotusta (ehdollisesti tulkittu) maksimiin tällä hetkellä. $f(R,t)$

Jakaumafunktion jatkuvuusyhtälö (koska pisarat muuttavat kokoaan jatkuvasti ajan mittaan):

${\frac {\partial f(R,t)}{\partial t))=-{\frac {\partial }{\partial R))\left({\frac {dR}{dt)) \cdot f(R,t)\right)$ .

Katso myös

Saartojen laajentuminen

Muistiinpanot

↑ W. Ostwald // Z. Phys. Chem. 34, 495 (1900)
↑ C. Wagner // Z. Electrochem. 65, 581 (1961)
↑ Lifshits E., Slezov V. // ZhETF 35, 479 (1958)
↑ M.Lifshitz, V.Slyozov // J.Phys.Chem.Solids 19, 35 (1961)
↑ Lifshits E., Pitaevsky L. Fysikaalinen kinetiikka. § 100