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化工总控工初级、中级、高级、技师、高级技师题库
6,910
单选题

534.在蒸发操作中,下列措施有利于晶体颗粒大而少的产品的是[ ]。

A
 增大过饱和度
B
 迅速降温
C
 强烈搅拌
D
 加入少量晶种

答案解析

正确答案:D

解析:

在蒸发结晶操作中,晶体产品的粒度分布主要受**成核速率**(生成新晶核的速度)和**生长速率**(已有晶体长大的速度)相对大小的影响。 要获得**颗粒大而少**的晶体产品,核心策略是: 1. **抑制自发成核**:避免产生大量细小的新晶核。 2. **促进晶体生长**:让溶质主要在已有的少量晶核上沉积长大。 下面对各选项进行分析: * **A. 增大过饱和度**: 过饱和度是结晶过程的推动力。根据结晶动力学,成核速率对过饱和度的依赖程度通常远大于生长速率。增大过饱和度会极大地提高**初级成核速率**,导致瞬间产生大量微小的晶核,最终得到的是**颗粒细小且数量多**的产品。因此,该措施不利于获得大颗粒晶体。 * **B. 迅速降温**: 迅速降温会导致溶液过饱和度急剧升高,同样会引发爆发式的**自发成核**,产生大量细晶。为了获得大颗粒晶体,通常应采用**缓慢降温**或控制蒸发速率,使过饱和度维持在介稳区内较低的水平,利于晶体生长而非新核生成。因此,该措施不利于获得大颗粒晶体。 * **C. 强烈搅拌**: 虽然搅拌可以促进传质、消除局部过浓,但**强烈搅拌**会增加晶体与搅拌桨、容器壁以及晶体之间的碰撞频率。这容易导致: 1. **二次成核**增加:碰撞产生的微小碎片成为新的晶核。 2. **晶体破碎**:已长大的晶体可能被击碎。 这两者都会导致晶体颗粒变小、数量变多。通常建议采用适中或温和的搅拌。因此,该措施不利于获得大颗粒晶体。 * **D. 加入少量晶种**: 加入晶种是控制结晶粒度的有效手段。 1. 引入现成的晶体表面,为溶质提供沉积生长的场所。 2. 消耗溶液的过饱和度,使溶液状态保持在**介稳区**内,从而**抑制自发成核**(即防止产生新的细小晶核)。 3. 溶质主要在加入的少量晶种上生长,从而使晶体长得更大,且总数控制在较少范围内。 因此,该措施有利于获得颗粒大而少的产品。 **结论:** 综上所述,只有加入少量晶种能有效抑制过多晶核生成并促进现有晶体生长,从而得到颗粒大而少的产品。 故正确答案为 **D**。

相关知识点:

蒸发晶大,加少量晶种

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