酒石酸溶解度和结晶介稳区的研究

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1、学号：11401428常州大学毕业设计（论文）（2015届）题目酒石酸溶解度和结晶介稳区的研究学生张勇超学院石油化工学院专业班级化工114校内指导教师冷一欣专业技术职务教授二〇一五年六月酒石酸溶解度和结晶介稳区的研究摘要：根据溶解度和结晶介稳区宽度这两种物理性质可以为结晶过程控制最优的操作条件、设计最合理的生产设备。本文采用静态法测定了在25-55°C的温度范围内，L-酒石酸在水、乙醇以及不同比例的乙醇-水混合溶剂中的溶解度与超溶解度，得到了L-酒石酸在水和乙醇-水混合溶剂中的结晶介稳区，并推算出

2、表观成核级数m（m值在文中表出），得出成核速率方程。采用λh方程，修正Apelblat和CNIBS/R-K关联方程拟合了溶解度数据，三种关联方程所得104RMSD数值区间分别为：3.008-14.641，1.505-11.497，4.044-7.510，以上拟合结果表明，这三个方程都能很好的拟合L-酒石酸在实验数据，并且CNIBS/R-K关联方程可以更好的拟合L-酒石酸的溶解度数据。对L-酒石酸的溶解过程进行了热力学分析，结果表明L-酒石酸在大部分浓度的乙醇水溶液溶解过程中，对吉布斯自由能变化的贡

3、献焓补偿要比熵补偿更为显著，此外，L-酒石酸在溶剂中的溶解过程为吸热过程，并非自发进行。研究过程中用最大过冷度ΔTmax表示介稳区宽度，并利用激光法考察了温度、溶剂组成、降温速率、搅拌速率等因素对结晶介稳区宽度的影响。研究结果表明：L-酒石酸的溶解度随着温度的升高而增大，随着乙醇质量分数的增大而减小。在一定条件下，L-酒石酸介稳区宽度随溶液温度的升高和搅拌速率的增大而变窄；随乙醇含量和降温速率的增大而变宽。关键词：L-酒石酸；溶解度；介稳区；超溶解度IIIDeterminationofSolubi

4、lityandMetastableZoneWidthforTartaricAcidAbstract：Solubilityandmetastablezonewidthisthetwoimportantphysicalpropertiesforcrystallizationprocess,whichcanprovidetheoptimumoperatingconditionsforcrystallizationprocess,anddesignthemostreasonableproductioneq

5、uipment.Inthisstudy,thesolubilityandsupersolubilityofL-tartaricacidinwater,ethanolandethanol-watermixtureswasdeterminedbyastaticanalyticaltechnologyattemperaturesrangingfrom25to55°C,andcalculatedtheapparentnucleationseriesm,thenucleationrateequationwa

6、sgiven.Themeasuredsolubilitydatawascorrelatedbyλh,themodifiedApelblatandCNIBS/R-Kequations.The104RMSDvaluesofthreeequationswereobservedintherangeof3.008-14.641fortheλhequation,1.505-11.497forthemodifiedApelblatequationand4.044-7.510fortheCNIBS/R-Kequa

7、tion,respectively.ThisresultdemonstratesthatthecalculatedsolubilityofL-tartaricacidinsolventmixturesagreewellwithexperimentaldata,andtheCNIBS/R-Kequationcorrelatesthesolubilitydatabestowingtoitslowestvalueofthe104RMSD.ThethermodynamicsanalysisofL-tart

8、aricacidinthedissolutionprocessdemonstratesthattheenthalpytotheGibbsfreeenergychangecontributesmorethantheentropyinthemostethanol+watermixturesolutions.Additionally,thedissolutionprocessofL-tartaricacidisendothermicandnotspontaneous.Furthermor