The Precipitation of Sparingly-Soluble Alkaline-Earth Metal and Lead Salts with Slow Development of Supersaturation (Slow Anion and Hydroxyl Ion Addition): Kinetics of Nucleation and Induction Periods
✍ Scribed by Dr. A. Packter; S. Sahay
- Publisher
- John Wiley and Sons
- Year
- 1974
- Tongue
- English
- Weight
- 533 KB
- Volume
- 9
- Category
- Article
- ISSN
- 0232-1300
No coin nor oath required. For personal study only.
✦ Synopsis
Barium and lead sulphate and chromate precipitations were studied a t 20' t o 95 "C a t precipitation rates varying from ion 1-1 sec-l: the supersaturation was developed by slow direct addition of anion to metal nitrate solution and by neutralisation of equivalent metal salt in excess acid solution. Slow heterogeneous nucleation occurred onto particles dispersed within the aqueous solution. The nucleation rate a t any time was
where k, is the rate constant for heterogeneous nucleation, N , is the maximum number of potential nuclei, N , is the number of nuclei after time t, I.P, is the ionic product (CMJ(CMt) and 2n is the number of metal salt ions in the critical nucleus, generally eight.
Crystal growth started after induction periods 6) a t times just-after the times for maximum rate of formation of nuclei. The induction periods ( t ) for precipitations from solutions of initial cation concentration C M ~ varied with precipitation rate (R)
to the relation t = , where y = n/(n + 1) a,nd k, (the unit recik, fMoRy procalinduction period) = 2! n+l . ( : \ I Nucleation rate constants for different precipitations were estimated from the k, values and are tabulated. For slow precipitations by direct anion addition, the rate constants were lower for precipitation from solution of the salt of greater solubility. The rate constants for slow precipitation of metal chromates from acid solution were far lower than those for slow precipitation by direct chromate addition. Rate constants decreased somewhat with rise in precipitation temperature. Barium-und Bleisulfat und -chromatfallungen wurden bei 20-95 "C und .Fallungsgeschwindigkeiten zwischen und 10-7 Ion l-' s-l untersucht : die obersattigung wurde erzeugt durch langsame Zugabe des Anions zur Metallnitratlosung und durch Neutralisation der Bquivalenten Metallsalzmenge in uberschussiger saurer Losung. Langsame heterogene Keimbildung efolgte auf Teilchen, die in der wasserigen Losung dispergiert waren. Die Keimbildungsgeschwindigkeit war stets -_ -k,(Nm -N , ) * I . P F . d N dt A. PACHTER, X. SAHAY Das Kristallwachstum begann nach einer Induktionsedriode ($ zu dem Zeitpunkt, wenn die maximale Keimbildungsgeschwindigkeit gerade iiberschritten war. -Die Induktionsperiode (8 fur Fiillungen aus Losungen rnit einer Kationenanfangskonzentration C M ~ iinderte sich mit der Fiillungsgeschwindigkeit ( R ) entsprechend der Beziehung t = mit und k , (Einheit der reziproken Induktionsk,Ck0 RY periode) = 2 n f l .
("n I'
Fur IangsAmk Fallungen durch direkte Anionenzugabe waren die Geschwindigkeitskonstanten niedriger bei Fiillungen aus Losungen mit Salzen hoherer Loslichkeit. Die Geschwindigkeitskonstanten fur langsame Fiillungen der Metallchromate aus saurer Losung waren weit niedriger als solche fur langsame Fiillung durch direkte Chromatzugabe. Die Geschwindigkeitskonstanten nahmen etwas ab rnit Ansteigeii der Filllungstemperatur.