رد مشاركة : ترجمة قسم البلورة : المبادئ العامة - أهميتها في تطوير المنتج
السلام عليكم :
الصفحة السادسة
The factors that regulate nucleation are best
appreciated by considering the equation for the rate
of homogeneous nucleation from solutions:
معادلة 9
J is the number of nuclei formed per unit time per unit
volume, No is the number of molecules of the crystallizing
phase in a unit volume, n is the frequency of atomic
or molecular transport at the nucleus-liquid interface,
and DG_ is the maximum in the Gibbs free energy
change for the formation of clusters at a certain critical
size, l_.
إن العوامل التي تنظم التنوي تكون أفضل قيمة باعتبار المعادلة لمعدل أو سرعة التنوي المتجانس من محاليل :
معادلة 9
J عدد النويات المتشكلة في وحدة زمن لكل وحدة حجم , وN0 عدد الجزيئات في طور المبلور لكل وحدة حجم , وυ تكرار النقل الذري أو النقل الجزيئي في الوجيهة سائل – نواة , و G*∆ الحد الأقصى في تغير طاقة غيبس الحرة من أجل تشكيل العناقيد عند حجم حرج محدد ,I* .
The nucleation rate was initially derived for condensation in vapors,[26] where the preexponential factor is related to the gas kinetic collision frequency. In the case of nucleation from condensed phases, the frequency factor is related to the diffusion process.
إن معدل التنوي اشتق أوليا لأجل تكثيف في الأبخرة , حيث يرتبط عامل قبل الأسيpreexponentia l بتكرار تصادم الغاز الحركي . في حال التنوي من الأطوار المكثفة , يرتبط عامل التكرار بعملية الانتشار .
The value of l_ can be obtained by minimizing the free
energy function with respect to the characteristic
length.
معادلة 10
يمكن الحصول على قيمة الـ I* بتقليل الطاقة الحرةكتابع يتعلق بالطول المميز .
معادلة 10
For spherical clusters, a ¼ 4p/3 and b ¼ 4p based
on the radius of the cluster. Therefore
معادلة 11
للعناقيد الكروية ,إن a ¼ 4p/3 و b ¼ 4p معتمدة على نصف قطر العنقود ,لذلك :
معادلة 11
Considering these geometric factors, the rate for
homogeneous nucleation of spherical clusters is

إذا أخذنا هذه العوامل الهندسية بعين الاعتبار , فإن سرعة أو معدل التنوي المتجانس للعنافيد الكروية هو :

While the classical theory of nucleation is limited by
the implicit assumptions in its derivation, it successfully
predicts the nucleation behavior of a system.[7–9,21,28]
Inspection of the equation above clearly suggests that
the nucleation rate can be experimentally controlled
by the following parameters: molecular or ionic transport,
viscosity, supersaturation, solubility, solid–liquid
interfacial tension, and temperature.
بينما تكون النظرية التقليدية الكلاسيكية للتنوي مقيدة بالاقتراحات الضمنية في اشتقاقاتها , فإنها تتنبأ بشكل ناجح عن سلوك التنوي لظام . إن معاينة المعادلة المذكورة في الأعلى يقترح بوضوح بأنه يمكن ضبط معدل التنوي على نحو تجريبي عن طريق المتثايتات التالية :
النقل الأيوني أو الجزيئي , واللزوجة , وفرط التشبع ,الذوبانية ,التوتر الوجيهي بين سائل وصلب , ودرجة الحرارة .
Nucleation kinetics are experimentally determined
from measurements of the nucleation rates, induction
times, and metastability zone widths (the supersaturation
or undercooling necessary for spontaneous nucleation)
as a function of initial supersaturation.[6–8,29
وإن حرائك التنوي تحدَّد على نحو تجريبي من قياسات معدلات التنوي , وأزمنة التحريض واتساعات المنطقة المتبدلة الاستقرار (فرط التشبع أو الإخضاع للتبريد الضروري من أجل التنوي العفوي) كتابع من فرط التشبع الأولي .
The nucleation rate will increase by increasing the
supersaturation, while all other variables are constant.
However, at constant supersaturation the nucleation
rate will increase with increasing solubility. Solubility
affects the preexponential factor and the probability of
intermolecular collisions.
إن معدل التنوي سوف يزداد بازدياد (بزيادة) فرط التشبع , بينما تبقى كل المتغيرات الأخرى ثايتة . على أية حال , إن معدل التنوي عند فرط تشبع ثابت سوف يزداد بازدياد الذوبانية . تؤثر الذوبانية في العامل قبل الأسي preexponential وفي التصادمات بين الجزيئية (الجزيئات) .
Furthermore, when changes
in solvent or solution composition lead to increases in
solubility, the interfacial energy decreases as the affinity
between crystallizing medium and crystal increases.[6]
علاوة على ذلك، عندما تؤدي التغيرات في تركيبة المحل أو المحلول إلى زيادات في الذوبانية , تتناقص الطاقة الوجيهية على الرغم من ازدياد الألفة بين الوسط المبلور والبللورة .
Consequently, the supersaturation required for spontaneous
nucleation decreases with increasing solubility,[30]
as shown in Fig. 7.
بناء على ذلك , إن فرط التشبع المطلوب ( المراد الوصول إليه ) من أجل التنوي العفوي يتناقص مع ازدياد (أو زيادة) الذوبانية , كما هو موضح في الشكل-7- .
الشكل في المرفق
The dependence of nucleation rate on solubility is
also consistent with Oswald’s law of stages[31] regarding
the preferential formation of a metastable solid
phase.
إن اعتماد معدل التنوي على الذوبانية أيضا يتوافق (يتسق) مع قانون أوزوالد للمراحل مع مراعاة التشكيل التفضيلي لطور صلب متبدل الاستقرار .
It states the following: ‘‘when leaving an
unstable state, a system does not seek out the most
stable state, rather the nearest metastable state, which
can be reached with minimal loss of free energy.’’
ينص القانون على الآتي : " عند مغادرة حالة غير مستقرة، فإن النظام لا يبحث عن الحالة لأكثر ثباتا , بل على العكس يبحث عن الحالة المتبدلة الاستقرار الأقرب , التي يمكن الوصول إليها بأقل خسارة ممكنة من الطاقة الحرة .
This indicates that if the unstable solid-state modification
(the system with highest solubility) precipitates before
more thermodynamically stable solid phases, it must
have higher nucleation and growth rates than solid
states of lower solubility.
وهذا يشير إلى أنه إذا ترسب تعديل الحالة الصلبة المتبدلة الاستقرار ( النظام ذو الذوبانية الأعلى ) قبل الأطوار الصلبة الأكثر استقرارا تردموديناميكيا , فيجب عليه (أي التعديل؟) أن يملك معدلات أو سرعات تنوي ونمو أعلى من الحالات الصلبة الأقل ذوبانا.
However, Oswald’s law of
stages is not universally valid because the appearance
and evolution of solid phases are determined by the
kinetics of nucleation and growth under the specific
experimental conditions.[32–34]
على أية حال , فإن قانون أوزوالد للمراحل ليس صحيح (ساري المفعول ) عالميا لأنه يحدد مظهر الأطوار الصلبة و تطورها عن طريق حرائك التنوي والنمو ضمن الشروط التجريبية النوعية .
Although solubility is an important factor in determining
nucleation rates, the dependence of nucleation
rate on solubility may not be followed in the presence
of strong solvent–solute interactions that interfere with
the formation of molecular assemblies compatible with
those in the crystalline state.[35,36]
بالرغم من كون الذوبانية عامل مهم في تحديد سرعات أو معدلات التنوي , فإن اعتماد معدل التنوي على الذوبانية قد لا يصح بالضرورة عند وجود تآثرات قوية بين ذائب و محل والتي تتداخل مع تشكيل الجمعيات (التجمعات) الجزيئية المتوافقة مع التآثرات (حقيقة ما عرفت those لشو بتدل لكن وضعتها تآثرات باعتبار those تدل على الجمع البعيد فهل صحيح ؟ ) في الحالة البللورية .
Prior to nucleation,solute molecules in solution are closely associated withsolvent molecules.
These solvated solute molecules
must de-solvate such that the necessary solute–solute
interactions may occur to bring about the formation
of supramolecular assemblies that will lead to crystallization.
قبل التنوي , ترتبط بإحكام جزيئات الذائب في المحلول مع جزيئات المذيب .
إن هذه جزيئات الذائب المنذابة ( المعرضة للانذياب solvatio) يجب أن de-solvate تخضع لعملية إزالة المنذاب [ربما إزالة جزيئات المحل من الذائب] إلى درجة عالية بحيث قد تحدث التآئرات بين الذائب والذائب الضرورية لتؤدي إلى تشكيل الجمعيات فوق الجزيئية (تحوي أكثر من جزئ) التي سوف تؤدي إلى التبلور. ( ربما تحتاج الصياغة إلى تعديل )
When strong interactions exist between solvent
and solute molecules in solution, nucleation
kinetics may be significantly altered.
إن حرائك التبلور قد تتغير بشكل واضح (بأهمية) عندما توجد تآثرات قوية بين جزيئات المذيب والذائب في المحلول .
On the other
hand, the nucleation rate is expected to be fastest in
solvents providing an optimal compromise between the solubility of the compound and the strength of
solvent–solute interactions.[35]
من الناحية الأخرى , من المتوقع أن يكون معدل التنوي أسرع في المذيبات التي تقدم تسوية مثلى بين ذوبانية المركب وقوة التآثرات بين الذائب والمذيب (أو قوة تآثرات الذائب- المذيب ) .
من أجل المعادلات لا أدري لماذا لا تحمل ، لذلك وضعتها في المرفق .