Работа 4. Определение удельной поверхностной энергии зародышеобразования и критического радиуса зародышей новой фазы

Оценку скорости зародышеобразования возможно осуществить косвенно по длительности индукционного периода процесса конденсации. Данный метод наиболее доступен, не требует сложного лабораторного оборудования. Взаимосвязь между скоростью зародышеобразования и временим индукционного периода установления экспериментального многими исследователями и может быть представлена в виде:

где - скорость зародышеобразования; - время индукционного периода на кинетической кривой.

В результате подстановки (48) в уравнение (26) и последующего логарифмирования получим:

Поученное уравнение (49) используют для расчета удельной поверхностной энергии зародышеобразования .

В качестве объекта исследования используют гидрозоль серы. Предварительно получают кинетические кривые образования дисперсной фазы гидрозоля не менее, чем на трех образцов. Образцы должны отличаться друг от друга степенью пересыщения . Это отличие обеспечивается регулированием концентраций гипосульфита и соляной кислоты в пределах от 0,1 н до 0,02 н (по указанию преподавателя).

Для каждого из образцов исследования определяют время индукционного периода . Затем строят график в координатах «». Значение удельной поверхностной энергии определяют графически по тангенсу угла наклона прямой линии:

При расчете принимают плотность серы, равную 2,07 г/ . При расчете γ значением растворимости серы (0,001 г/л) можно пренебречь.

Радиус критического зародыша (после определения ) можно рассчитать по уравнению (13). Исходя из этого уравнения

Полученные значения и могут быть дальше использованы для определения энергии Гиббса () образования зародышей. В соответствии с уравнением (17) (для сферических частиц) она равна:

Результаты исследования заносят в таблицу и проводят их обсуждение.

Таблица 4

Экспериментальные данные и результаты расчета

№ п. п.

Дата добавления: 2014-12-16