|
5.2. Кристаллизация малорастворимых веществ
Кристаллизация малорастворимых веществ представляет особый случай кристаллизации из
растворов. Деление веществ на хорошо растворимые и малорастворимые носит условный характер. Обычно к
малорастворимым относятся вещества, растворимость которых в воде меньше растворимости гипса (т.е., меньше 10 г/л).
Отметим, что число соединений, имеющих указанную растворимость, достаточно велико; эти соединения осаждаются
в виде кристаллов.
Отдельное рассмотрение процесса кристаллизации малорастворимых веществ не случайно
и обусловлено рядом причин, главной из которых является отличие по способам создания пересыщения в процессе
кристаллизации. При кристаллизации веществ с хорошей растворимостью для создания пересыщения обычно используются
изотермический и изогидрический способы, а также выпаривание. Основным же способом создания пересыщения у
малорастворимых веществ является проведение химических превращений.
Химические реакции осаждения подразделяются на две группы:
1. реакции присоединения, например взаимодействие аммиака и фосфорной кислоты с образованием моноаммонийфосфата
| |
 |
|
или пероксида водорода и метабората натрия с образованием пербората натрия
| |
 |
|
2. реакции обменного разложения, когда один из вновь образующихся компонентов является менее растворимым по
сравнению с другим, и высаливается из раствора, например
| |
 |
|
Вторая группа реакций получила более широкое распространение.
Кристаллизацию в результате химической реакции осаждения широко используют как
в крупнотоннажных производствах (например, в производстве сульфата аммония из аммиака и серной кислоты),
так и в небольших производствах (например, получение пербората натрия).
Другое важное отличие процессов кристаллизации хорошо растворимых и
малорастворимых веществ связано с широтой концентрационного диапазона и степенью пересыщения в ходе кристаллизации.
Кристаллизация хорошо растворимых веществ ведётся при малых величинах пересыщения, т.е. в условиях,
близких к равновесным. Кристаллизация малорастворимых веществ ведётся при больших величинах пересыщения,
т.е. при существенном удалении от равновесия. Так например, в случае плохо растворимых гидроксидов железа,
аммония, хрома и др. степень пересыщения может составлять от нескольких единиц до 400000 % (мас.) и более.
|