第2章 Try to explain the influence2(1 / 1)

尝试根据方程(4.1)-(4.11)和图4.2解释过饱和度)对成核或颗粒生长过程的影响。

①成核作用

Δ

Δ

②颗粒增长

2.

过饱和度对成核和颗粒增长过程的影响可以用相关方程来描述。过饱和度指的是溶液中溶质的浓度超过给定温度和压力下的平衡溶解度的状态。这种条件为成核和颗粒增长提供了驱动力。以下是过饱和度与这些过程之间的关系:

①成核作用:成核是指从过饱和溶液中形成微小颗粒(称为胚胎)的过程。成核速率通常由成核速率方程描述,该方程将成核速率(J)与过饱和度关联起来,使用以下方程:

Δ

其中,A是预指数因子,ΔG*是成核的吉布斯自由能变化,R是气体常数,T是温度。指数项表示成核速率对过饱和水平的依赖关系。较高的过饱和度值导致较大的指数项,表示更高的成核速率。

较高的过饱和度值意味着溶液中的浓度超过了平衡溶解度,产生了更大的化学势差。这种化学势差提供了成核所需的驱动力,因此较高的过饱和度通常导致更快的成核速率。

②颗粒增长:在成核之后,颗粒可以通过从周围溶液中纳入溶质种类来增长。颗粒增长速率可以由增长速率方程来描述,该方程将增长速率(G)与过饱和度关联起来,使用以下方程:

其中,K是速率常数,n是增长指数。增长速率与过饱和度水平成正比。较高的过饱和度值导致更大的溶质纳入驱动力,从而导致更快的增长速率。

总体而言,较高的过饱和度水平促进了更快的成核速率和颗粒增长速率,因为形成和增长颗粒的驱动力增加。需要注意的是,过高的过饱和度值也可能导致形成不需要的聚集体或非晶态沉淀物。在各种化学过程和应用中,需要精确控制最佳的过饱和度条件,以实现所需的颗粒尺寸和性质。

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