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化工总控工理论题库
1,831
单选题

在工业生产中为了得到质量好粒度大的晶体,常在介稳区进行结晶。介稳区是指()。

A
溶液没有达到饱和的区域
B
溶液刚好达到饱和的区域
C
溶液有一定过饱和度,但程度小,不能自发地析出结晶的区域
D
溶液的过饱和程度大,能自发地析出结晶的区域

答案解析

正确答案:C

解析:

**解析:** 在结晶操作中,溶液的浓度状态通常分为三个区域:稳定区、介稳区和不稳定区。理解这三个区域的特性对于控制晶体质量至关重要。 1. **稳定区(不饱和区)**: * 对应选项 A。 * 在此区域内,溶液浓度低于饱和浓度,晶体如果存在会发生溶解,不会析出新的晶体。 2. **饱和点**: * 对应选项 B。 * 这是稳定区与介稳区的分界线,溶液恰好达到饱和状态,处于平衡状态。 3. **介稳区(Metastable Zone)**: * 对应选项 C。 * 在此区域内,溶液处于过饱和状态,但过饱和度较低。 * **关键特征**:虽然溶液过饱和,但能量不足以克服成核所需的能垒,因此**不会自发产生新的晶核**(即不发生初级成核)。 * **应用意义**:如果此时溶液中已有晶种存在,溶质会在晶种表面沉积生长,而不会产生大量细小的新晶核。这样可以避免晶体粒度分布过宽或晶体过于细小,从而得到**粒度大且均匀、质量好**的晶体。因此,工业结晶常控制在介稳区内进行。 4. **不稳定区(不稳区)**: * 对应选项 D。 * 在此区域内,溶液过饱和度很高,超过了介稳极限。 * **关键特征**:溶液极不稳定,会**自发地、迅速地析出大量晶核**(爆发成核)。这会导致生成的晶体数量极多但粒度非常细小,甚至形成粉末或无定形沉淀,难以控制晶体质量。 **结论:** 介稳区是指溶液具有一定过饱和度,但程度较小,不足以引发自发成核,却允许晶体生长的区域。故正确答案为 **C**。

相关知识点:

介稳区不过饱难自发析晶

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