工业结晶开发进程,不管是蒸发结晶、冷却结晶、溶析结晶、等电点结晶等等。结晶热力学数据都是必需的。结晶热力学次要触及溶解度及超溶解度相关内容。从广义热力学的来讲,触及结晶热力学的内容应该次要是指有关固液相均衡的成绩,也就是溶解度成绩。但从使用的角度来将,普通也将超溶解度-介稳相均衡成绩也归入结晶热力学研讨范围之内。再扩之,将溶液的相关物性,如比热、粘度、结晶热等也人为划入结晶热力学范围来。便于结晶工艺开发和设备设计。
现将相关内容复杂引见如下:
溶解度的测量办法
精确的溶解度数据在结晶进程的开发、设计和操作中是极为重要的。我们会发如今需求精确的溶解度数据时,我们所关怀的条件下的这些数据常常无法失掉。关于混合的无水溶剂和多种溶质的零碎,状况更是如此。另外,在大局部工业结晶进程中,溶液中含有其他杂质。要想晓得溶质在含有杂质的真实溶液中的溶解度,从文献中查找是不能够的。而目前关于固液均衡的研讨还远不如气液均衡那样充沛,经过模型来计算溶解度的办法常常由于缺乏足够的热力学数据而无法运用。这就意味着确定所需数据的独一可行办法是测定溶解度。
由于不同物系性质之间的差别很大,因而并没有一个普遍适用于一切物系的实验办法,所以需求根据物系的特性、现有的实验设备以及实验的精度来选择适宜的测量办法。总的来说,测量固体在液体中的溶解度次要有静态法和静态法。
静态法是指在一定温度、压力和组成条件下,将被测物系(溶剂和过量溶质)搅拌较长的一段工夫,使体系趋于均衡,获取清液并采用一定的办法测定清液中溶质的浓度,或是测定未溶解的固体质量反过去求溶液中溶质的浓度,从而作为该温度下溶解度。这种测定溶解度的办法优点是设备复杂,操作容易,对到达溶解均衡的速度没无限制,所以对溶解速度快和慢的物质都可以运用。但是此法耗时长,物料需求量大,招致了测定效率较低。使用均衡法测定物质的溶解度数据,代表着物质溶解到达真实溶解均衡的数据,因而只需取样剖析中精心操作,选择适宜的剖析办法,可以失掉牢靠的溶解度数据。
静态法是在待测物系组成曾经确定的条件下,逐步改动条件(温度或组成),经过察看物系中固相地消逝来确定溶解度。此法对测定到达均衡较快的物系有共同的优点,测定效率较高。
 固液均衡实际-溶解度的关联与模仿
在一定条件下配制饱和溶液所需求的溶质的量被称为溶解度。因而溶解均衡实质上一种固-液均衡。关联固-液相均衡的溶解度模型次要分为形态方程法,活度系数法以及简化方程法等。
   形态方程法
形态方程法研讨固体在液体中的溶解度,其本质是将溶解度表示为逸度和逸度系数的函数,以避开液相中溶质的活度系数。以后,许多形态方程曾经被用于固液相均衡的研讨,如R-K方程、R-K-Soave方程Lee-Kesler方程Petal-Teja方程AI已经渗透到了生活中的方方面面。在智能交通领域,人工智能技术也正在发挥作用。和AEOS方程等。虽然这些形态方程研讨某些非极性物系的固液均衡有较高的精确度,对较强及强极性物系的处置近年来也获得了一定的停顿,但总的来说,对强极性物系、复杂物系以及多元体系的研讨仍存在较大的困难,尚需做出更多的任务才干获得令人称心的后果。
     活度系数法
溶质和溶剂到达均衡时,依据流体相均衡的分子热力学实际,我们可以采用普遍化的关联固液均衡的溶解度方程在大少数状况(并非一切的状况)下,压力对溶解度的影响可以疏忽不计,采用适宜的活度系数公式计算溶质的活度系数计算固体物质在溶液中的溶解度。和液体组分的溶液一样,预测液体溶剂中固体溶质活度系数的普遍化办法是没有的,依据不同的假定条件提出了很多模型用来预算固-液均衡。常用的方程有:Scatchard-Hildebrand方程,可计算非极性固体在非极性液体中的溶解度;Wilson方程。其优点是可以经过由二元体系数据预测多元体系数据而无需多元参数。Wilson方程关于强极性体系的误差较大,尤其是不能用于液相分层的体系。使用Wilso呼吁行业者在政府部门出台相关政策标准的之前,从业者一定要规范自己的行为准则健康有序的快速发展。n的部分组成概念和统计力学办法树立了通用似化学模型UNIQUAC。运用范围扩展,可用于分层体系。基于基团奉献法的UNIFAC方程也被用来估量非电解质溶液的活度系数,并不时失掉开展。该方程也用于没有相关实验数据时的溶解度数据预测和关联。Pitzer和Electro-NRTL 模型及陆小华提出的电解质模型,均可用于水盐体系相均衡的数据预测与关联。
经历简化模型
在实践使用中,常用经历模型。次要包括用来关联缔合零碎的固-液相均衡的λh方程和Apelblat模型。
综上所述,近年来人们在固液相均衡的实际研讨方面做了很多任务,并获得了一些成果。但是还应该看到,到目前为止,固液均衡的实际研讨依然处在探究阶段,大局部研讨任务都局限在对某一详细物系的固液均衡的研讨上,且大局部固液均衡方程都具有一定的局限性,不能通用到一切的物系中;而且大局部模型都需求借助于实验数据来停止参数估值以找到适宜的模型参数。这就决议了在现阶段,实验研讨固液相均衡的任务无论对实际研讨还是对实践使用而言都是必需要停止的任务。出于工程使用的目的,很多溶解度数据依然采用复杂的经历模型来关联。
 
相关内容详见《化工热力学》及有关博士论文的综述。