Процесс растворения (часть 1)


С точки зрения химической кинетики процесс растворения соли в жидкости можно рассматривать как гетерогенную реакцию, происходящую на границе раздела двух фаз (твердое тело - жидкость). Гетерогенная реакция растворения включает процессы: поступления растворителя к поверхности растворяемого вещества, взаимодействия растворителя и растворяемого вещества (межфазные процессы); удаления растворенного вещества от поверхности растворяемого вещества (диффузионный процесс).
При растворении всегда имеется перемещение жидкой фазы относительно твердой поверхности растворяемого вещества. Даже в случае отсутствия внешних причин, вызывающих движение жидкой фазы, происходит естественная конвекция жидкости, обусловленная тем, что плотность жидкой фазы неодинакова в разных точках внутри раствора. Независимо от характера движения жидкости у границы раздела фаз всегда существует пограничный слой, который оказывает сопротивление диффузии частиц растворимого вещества в массу раствора.
Скорость диффузионного процесса растворения определяется разностью концентрации растворяемого вещества на контакте между пограничным слоем насыщенного рассола, образующимся на поверхности растворения, и общей массой растворителя. По мере повышения концентрации растворяемого вещества в жидкой фазе скорость растворения уменьшается по логарифмическому закону, т. е. она пропорциональна насыщенности раствора (разности между растворимостью и текущей концентрацией растворенного вещества). Под скоростью растворения понимается количество соли, растворяемой в единицу времени с единицы поверхности (массовая скорость растворения), или расстояние, на которое распространяется растворение (линейная скорость растворения). Как показали многочисленные исследования, скорость растворения не является постоянной даже при постоянстве температуры, начальной концентрации и т. д. Следовательно, одного уравнения скорости недостаточно, чтобы описать явления, происходящие при растворении.