Jarayon kinetikasi - Амалий машгулот№11

Jarayon kinetikasi. Eritmadan moddani qattiq fazaga o’tishi, erigan modda-larning chegaraviy qatlam orqali diffuziya usulida amalga oshadi. Kristallanish jarayonining tezligi chegaraviy qatlam orqali erigan modda diffuziyasi yoki kristall bilan modda qo’shilish tezligi yoki bir vaqtning o’zida ikkala omil bilan aniqlanishi mumkin.
Saxarozaning kristallanish jarayonini ko’rib chiqamiz. kristallar o’lchami o’sishi jarayonida ular δ qalinlikdagi o’ta to’yingan, metastabil eritma chegaraviy qatlami bilan o’ralgan bo’ladi. Ushbu o’ta to’yingan eritmadan ortiqcha saxaroza molekulalari tezda ajralib chiqadi va kristall yuzasiga yopishadi. Natijada, eritma yn konsentratsiyali holatiga o’tadi.
Lekin kristallarni ma’lum bir masofada o’rab turgan eritmada konsentratsiyasi yp bo’lgan o’ta to’yingan saxaroza saqlanib turadi.
Konsentratsiyalar farqi yp – yn bo’lgani uchun eritmaning chegaraviy qatlami orqali saxaroza diffuziya qiladi. Kristall qirralariga yaqinlashgach, saxaroza molekulalari kristallik panjaraga o’tadi, ya’ni fazaviy o’tish sodir bo’ladi. Shunday qilib, kristallar o’tish tezligi saxarozaning diffuziya va fazalarni ajratuvchi chegarada fazaviy o’tish tezliklari bilan belgilanadi. Agar, fazaviy o’tish tezligi saxarozaning diffuziya tezligidan yuqori bo’lsa, unda saxarozaning kristallanish jarayonini cheklovchi bosqichi bo’lib uning diffuziyasi hisoblanadi.
Saxaroza kristallarining o’tish tezligini ushbu tenglama yordamida ifodalash mumkin:
(13.1) (13.1)
bu yerda dM – vaqt birligida kristallangan modda miqdori; D – diffuziya koeffitsienti; F – kristallanish yuzasi; yp – o’ta to’yingan eritma hajmidagi modda konsentratsiyasi; yn – kristall sirti atrofidagi modda konsentratsiyasi (odatda eritma konsentratsiyasiga teng deb qabul qilinadi); δ – konsentratsiyasi yp dan yn gacha o’zgaradigan eritma chegaraviy qatlamining qalinligi.
(13.1) tenglamani integrallasak, ushbu ko’rinishga ega bo’lamiz:
Kristallanish tezligi esa:
(13.2)
Kristallar laminar rejimda o’ta to’yingan eritma bilan yuvilib turishini hisobga olsak, chegaraviy qatlam qalinligi ushbu ifodadan aniqlanadi:
(13.3)
bu yerda μ – to’yingan eritmaning dinamik qovushqoqligi; ν – kristallarning eritmadagi harakat tezligi. Stoks qonuniga binoan ν = 1/μ.
Eynshteyn nazariyasiga binoan diffuziya koeffitsientining absolyut temperatura T va qovushqoqlik μ ga bog’liqligi quyidagi funksiya bilan ifodalanadi:
( 13.4)
bu yerda k – diffuziyalanayotgan modda tabiatiga bog’liq o’zgarmas kattalik.
(13.3) va (13.4) tenglamalarni (13.2) ga qo’ysak, ushbu ko’rinishga erishamiz:
(13.5)
μ2 = 1 bo’lganda, koeffitsient k = 2318. Unda, (13.5) tenglama ushbu ko’rinish-ni oladi.
( 13.6)
bu yerda M/(Fτ) – saxarozaning kristallanish tezligi, mg/(m2min); yp-yn – konsentratsiyalar farqi, gram 100 g eritmaga; μ – to’yingan eritmaning dinamik qovushqoqligi, mPa∙s.
Kristallanish tezligini belgilovchi asosiy omillar: eritmaning o’ta to’yinish darajasi; temperatura; kristallanish markazlarining hosil bo’lishi; aralash intensivligi; eritmada qo’shimcha moddalar borligi va h.k.
Kristallanish jarayoni 2 bosqichdn iborat: kristallanish markazlarini hosil bo’lishi va kristallarning o’sishi.
|