От чего зависит кристаллизация. Исследование свойств воды при кристаллизации. Особенности структуры жидкой воды и льда

Латинская Америка – это большой регион. В его в состав входит часть стран Северной Америки, большинство стран Центральной и Южной Америки. Её границы простираются от США на севере до Антарктиды на юге. Площадь – около 12 млн километров, омывается Тихим и Атлантическим океанами.

География и государства

Название «America Latina» ввел в обиход в 19 веке император Наполеон III, он объединил список стран, где разговаривают на романских (латинских) языках. В этих государствах широко употребляются испанский и португальские языки. На всех этих территориях испанский язык является официальным, за исключением Бразилии, где государственным языком считается португальский.

Рассмотрев карту Латинской Америки, можно заметить, что наибольшее количество стран находится в Центральной Америке. Это маленькие государства, расположенные вдоль Панамского канала. Самые крупные страны находятся в Атлантическом регионе, такие как Бразилия и Аргентина.

Изначально все эти территории населяли индейцы, которые жили в первобытном строе. После завоевания Америки испанцами и португальцами коренное население постепенно вытеснялось, истреблялось и загонялось в трудно доступные места. Но в отличии от Северной Америки, индейцы южного полушарии в основной массе выжили, многие племена ассимилировались с эмигрантами из Европы. Так как европейцами активно насаждался испанский язык и католическая религия, то сейчас латиноамериканские страны являются самым большим регионом, исповедующими католицизм.

Информация! Официальный язык – в основном испанский, но в каждой стране используется разный диалект.

Государства этого региона имеют разнообразную экономику и политический уклад. Все они были ранее колониями развитых европейских государств, но за последнее столетие почти все получили независимость.

Страны Латинской Америки заслуженно пользуются огромной популярностью у туристов. Здесь никого не оставят равнодушными захватывающие дух природные ландшафты. Эти места в основном посещают путешественники, повидавшие много стран, которых сложно чем-то удивить. Это не бедные люди, в основном останавливаются в гостиницах уровня 5*.

Рассмотрим, какие же страны входят в состав Латинской Америки.

Список стран и их особенности

Латинская Америка на карте мира занимает 1/7 часть нашей планеты в западном полушарии. В её состав входят 33 независимых государства с общим количеством населения около 600 млн человек. Географические особенности этих стран такие:

• Все страны региона имеют выход к океану, кроме Парагвая и Боливии;
• Географическая близость к США;
• Удаленность от других стран мира;
• По форме политического правления все страны являются республиками.

Политическая карта Латинской Америки на русском языке

Самая крупная страна региона – Бразилия, самая маленькая – Суринам. Рассмотрим список государств Латинской Америки, постараемся кратко их описать. Перечень стран таков:

1. Антигуа и Барбуда – маленькое государство в Карибском бассейне, официальный язык которого – английский. Население менее 100 000 человек, столица – Сент-Джонс.
2. Аргентина славится благодаря танго, футболу и пляжам. Это второе по величине государство Латинской Америки после Бразилии, столица – Буэнос-Айрес. Пользуется громадной популярностью у туристов всего мира, экономически развитая страна.
3. Белиз – государство в Карибском регионе, знаменитая оффшорная зона всего мира. Официальный язык английский, столица – Бельмопан, активно развивается туризм.
4. Боливия – бедная, но безопасная страна, представляет огромный интерес для путешественников.
5. Бразилия – огромная страна с населением порядка 200 млн жителей. Это страна карнавалов и солнечных пляжей, притягивает сотни тысяч туристов со всего мира. Столица – Бразилиа, язык – португальский. Бразилия – главный экспортер кофе и табака в мире.
6. Венесуэла – относительно небольшая страна на севере материка, население чуть более 20 млн, столица – Каракас, официальный язык – испанский.
7. Гаити – очень бедная страна, постоянно страдает от стихийных бедствий и государственных переворотов. Использует несколько языков – французский, гаитянский и креольский. Столица – город Порт-о-Пренс.
8. Гватемала – страна с одноименной столицей, притягивает туристов красивой природой и вулканами. Население состоит из различных индейцев и метисов.
9. Гондурас – это острова Карибского моря, объединенные в одно государство. Столица – город Тегусигальпа, язык – испанский, славится своей бедностью и преступностью.
10. Доминиканская Республика – знаменитый пляжный курорт, манящий отдыхающих круглый год. Столица – Санта-Доминго, язык – испанский, население – порядка 10 миллионов человек.
11. Колумбия – страна, имеющая печальную известность из-за производства кокаина. Это неспокойное государство, тем не менее, привлекает туристов благодаря своим природным красотам. Столица – Богота, численность населения более 45 млн.
12. Коста-Рика – государство, расположенное в центральной части Америки. Столица – Сан-Хосе, официальный язык – испанский.
13. Куба – знаменитый всем нашим соотечественникам остров Свободы. Это государство в Карибском бассейне, имеющее большое количество отелей высокого уровня. Здесь очень развит туризм, отличные пляжи, столица – Гавана, население совсем небольшое – более 11 миллионов человек.
14. Мексика – большая страна, знаменитая своими мыльными операми, древними архитектурными сооружениями и пляжными курортами. Столица – Мехико, это настоящий рай для туризма.
15. Никарагуа расположено в Центральной Америке, проблемная страна, население – 6 млн жителей, столица – Манагуа, язык – испанский.
16. Чили – безвизовое горное государство, вытянутое вдоль всего материка. Население — более 17 млн человек, столица – Сантьяго, государственный язык – испанский.
17. Панама – страна Латинской Америки, расположенная на одноименном перешейке, основной язык – испанский, население – порядка 4 млн.
18. Перу находится в северо-западной части Америки, столица – Лима. Кроме испанского языка, здесь используются аймара и кечуа, языки коренных жителей.
19. Сальвадор — небольшое государство, часто терпящее всевозможные природные бедствия, население 6,8 млн, столица – город Сан-Сальвадор.
20. Уругвай находится на побережье Атлантического океана, маленькая и безопасная для туристов страна. Столица – Монтевидео, язык – испанский.
21. Пуэрто-Рико является зависимым от США государством, имеет особый статус. Эта страна богата испанской колониальной архитектурой, привлекает туристов спортивными состязаниями.
22. Эквадор находится и на материке, и на Галапагосских островах. Виза для граждан СНГ не требуется, столица – Кито.
23. Сен-Барт, Сен-Мартен, Мартиника, Гваделупа и Французская Гвиана – это государства, юридически входящие в состав Франции. Это острова с красивой природой, широкими пляжами и теплым солнцем.

Интересно! Остров Сен-Барт – заповедник для олигархов со всего мира, своими высокими ценами это государство отпугивает многих простых туристов.

Как видим, все страны Латинской Америки имеют яркие особенности в культуре и природе. Этот континент богат природными ископаемыми, водными и зелеными ресурсами, имеет неповторимые исторические ценности.

Рио-де-Жанейро – один из крупнейших городов Южной Америки

Крупнейшие города и достопримечательности

Как и во всем мире, в Латинской Америке существует тенденция переселяться из деревень в крупные города. Люди переезжают в города с целью найти работу и устроить свой быт. Рассмотрим, какие города имеют наибольшее значение.

1. Сан-Паулу – наибольший город в Бразилии, крупный бизнес-центр с населением 17-18 миллионов человек. Это большой торговый центр страны, здесь бурлит ночная жизнь, проходят недели моды, сюда стекаются тысячи мигрантов с других регионов страны.
2. Мехико – столица Мексики, наибольший город Латинской Америки. Точно трудно посчитать количество населения этого мегаполиса, так как к центру примыкает много растущих районов-конгломератов, но эта цифра — от 18 до 19 млн. Большая часть населения – коренные индейцы, благодаря которым в Мехико сохранилась древняя культура доколумбовой эпохи.
3. Рио-де-Жанейро – город карнавалов и веселья, ночной жизни и широких пляжей. Это культурный центр страны с населением 6,5 млн человек. Главная достопримечательность Рио – это гора со статуей Иисуса Христа, одно из 7 чудес света.
4. Лима – столица Перу, население более 7,6 млн, город омывается Тихим океаном, стоит у подножья Анд. Основная масса горожан — это индейцы кечуа и аймара.
5. Богота – столица Колумбии, проживает около 7 млн, этот город расположен на высоте 2600 м над уровнем моря. Здесь большие перепады температур, часто доходит до -6 градусов, невзирая на близость к экватору. Местные жители доброжелательны к туристам, но за пределы города выезжать опасно.
6. Сантьяго, чилийская столица, располагает 5,5 млн жителей, и эта цифра неуклонно растет. Этот город посещают перед поездкой на остров Пасхи, пустыни Атакама и национальных парков Патагонии.
7. Буэнос-Айрес – более 3 млн чел, город контрастов. Эта столица Аргентины одновременно похожа на Париж, Лондон и Барселону. Здесь самый знаменитый театр Колон, громадный парк Палермские леса, знаменитый район Ла-Бока.
8. Каракас – столица Венесуэлы, численность жителей достигает 3,5 млн. Город расположен в долине Карибских Анд, интересные места – площадь Боливар с центральным собором, музеи. От Каракаса начинается маршрут к водопаду Анхель и скале Рораима.
9. Гавана – весёлая и разнообразная столица Кубы с населением 2,5 млн человек. Здесь время остановилось, этот город признан «достоянием человечества», в Гаване можно увидеть здания с 600-летней историей рядом с домами 20-го века.

В последние десятилетия этот регион активно развивается, и главный акцент возлагается на туризме. Сочетание теплого климата, широких песчаных пляжей, тропических лесов, исторических достопримечательностей манит сюда все новых туристов со всего мира. Латинская Америка – это настоящий кладезь для путешественников.

Процесс преобразования, а точнее, перехода вещества из субстанции жидкости в состояние твердого тела называется кристаллизация . Наиболее ярким примером подобной химической реакции является лед. Результат процесса называется кристаллом.

Чтобы запустить процесс, в растворе, над которым производится опыт, необходимо создать состояние перенасыщенности. Фазовый переход жидкости протекает следующим образом:

1. Меняется уровень температуры жидкости.
2. Удаляется часть растворителя.
3. Происходит комбинирование двух предыдущих действий.
4. Из получившихся расплавов происходит процесс кристаллизации.

Кристаллизация и методы получения кристаллов из жидкости

Существует два метода кристаллизации: изотермический и политермический.

При первом способе раствор подвергается интенсивному охлаждению, при этом начинают выделяться кристаллы, а количество жидкости растворителя остается прежним.

При изотермической кристаллизации, появление кристаллов происходит путем выпаривания. Процесс получил названия, поскольку вся реакция происходит при постоянной температуре, являющейся точкой кипения раствора. На практике, оба способа используются совместно. В этом случае, часть растворителя испаряется путем кипячения, при этом в это же время происходит охлаждение жидкости.

Есть еще один вариант кристаллизации, при котором в раствор добавляют вещества, обладающие хорошей способностью впитывать воду и уменьшающие восприимчивость содержащейся в жидкости соли к растворению. Вариант такого развития событий называется высаливанием. В этом случае используются препараты, способные «связать воду» (таким способом производится кристаллизация сульфата натрия, в процессе которой добавляется аммиак либо спирт), либо у них имеется одинаковый с используемой солью ион. Примером может служить химическая реакция, направленная на кристаллизацию медного купороса либо хлористого натрия.

Чтобы вырастить кристалл , начинают с мелкой частицы, называемой «зародышем». Иначе говоря, это своеобразный центр, вокруг которого, в процессе химической реакции начинает образовываться кристалл. В этом случае, процесс, при котором протекает образование зародышей, и сам процесс кристаллизации происходит в одно и то же время. В случае если это не так, например, зародыши образуются быстрее, появляется много слишком мелких кристалликов, а вот в обратном случае их получается мало, но большего размера.

Благодаря этому свойству, можно контролировать величину и скорость, с которой происходит кристаллизация. Осуществляется это с помощью следующих факторов:

1. Раствор, должен быстро охлаждаться.
2. Жидкости нельзя находиться в состоянии покоя.
3. Нужна повышенная температура.
4. Молекулярная масса кристаллов должна быть низкой.

Все вышеперечисленные нюансы способствуют появлению в результате продукции небольшого калибра, чтобы получить кристаллы большего размера требуется:

1. Медленное охлаждение.
2. Жидкость в состоянии покоя.
3. Значительно пониженная температура.
4. Высокая молекулярная масса.

Чтобы облегчить сам момент, когда начинают формироваться зародыши, в раствор вносят элементы кристаллического вещества, в виде мелкоизмельченного порошка. При этом сам процесс кристаллизации происходит за счет последующего ввода частиц того же элемента. Количество вводимого вещества, зависит от величины желаемого кристалла, например, для более крупного, используется небольшое количество затравочного материала.

Размеры кристаллов имеют значение при их дальнейшей обработке, например, большие кристаллы способны отдавать большое количество влаги в процессе мытья и фильтрации. Они быстрее сохнут, отстаиваются, легче отфильтровываются.

Поскольку основное назначение кристаллизации – получение конечного вещества, идеально чистого и без примесей, то обычно, полученные кристаллы подвергают процессы перекристаллизации, с удалением излишних примесей и повторной промывкой и сушкой.

, растворов , расплавов , из вещества в другом кристаллическом или аморфном состоянии.
Кристаллизация начинается при достижении некоторого предельного условия, например, переохлаждения жидкости или пересыщения пара, когда практически одновременно возникают во множестве мелкие кристаллики- "зародыши", центры кристаллизации. Микрористаллики растут за счёт присоединения к своей поверхности новых атомов или молекул из окружающего расплава, жидкости или пара. Рост граней кристалла происходит послойно, края незавершенных атомных слоев (ступени роста) при кристаллизации продвигаются вдоль грани последовательными фронтами один за другим. В зависимости от скорости роста и условий процесс кристаллизации приводит к формированию разнообразных форм роста (многогранные, уплощённые, игольчатые, нитевидные , скелетные , дендритные и другие формы) и внутренних структур кристаллов (зональные, секториальные, блочные и др. структуры). При быстрой кристаллизации неизбежно возникают различные внутренние дефекты кристаллической решетки .

Если кристалл не плавится, не растворяется, не испаряется и не растет, то он находится в термодинамическом равновесии с маточной средой (расплавом, раствором или паром). Равновесие кристалла с расплавом того же вещества возможно лишь при температуре плавления, а равновесие с раствором и паром - если последние насыщены. Пересыщение или переохлаждение среды - необходимое условие для роста находящегося в ней кристалла, причём скорость роста кристалла тем больше, чем больше отклонение от РТ-условий равновесия.

Кристаллизация - фазовый переход вещества из состояния переохлажденной (пересыщенной) маточной среды в кристаллическое химическое соединение с меньшей свободной энергией. Избыточная энергия, образующаяся при кристаллизации, выделяется в виде скрытой теплоты. Часть этой теплоты может превращаться в механическую работу. Например, растущий кристалл может поднимать положенный на него груз, развивая Кристаллизационное давление (будучи разным для разных минералов, оно в отдельных случаях может оцениваться в десятки кг/см 2). В частности, антолиты такого мягкого минерала, как гипс , могут поднимать куски породы массой в несколько кг. Широко известен также пример с антолитами льда , способными раздвигать мёрзлый грунт или поднимать тяжёлые предметы. А кристаллы солей, образующиеся в трещинах бетонных плотин в морской воде, иногда вызывают разрушение бетона.

Переохлажденная среда может долго сохранять, не кристаллизуясь, неустойчивое метастабильное состояние. Однако при достижении некоторого предельного для данных условий критического переохлаждения среды в ней мгновенно возникает множество мелких кристалликов-зародышей. Возникшие кристаллики растут и, если переохлаждение уменьшается, новые зародыши, как правило, больше не возникают. Многое зависит также от присутствия энергетически активных фаз или частиц, могущих играть роль "затравок", провоцирующих начало кристаллизации.

Кристаллизация

Кристаллизация - это образование новой твердой фазы, выделяющейся из раствора, расплава или пара. Кристаллизация из раствора служит средством выделения из них целевых продуктов или загрязняющих примесей, то есть является методом разделения и очистки веществ. В технологии неорганических веществ преимущественно используется кристаллизация из растворов. Образование твердой фазы может происходить только в растворах, в которых концентрация кристаллизующегося вещества превышает концентрацию насыщения, то есть из пересыщенных растворов. Насыщенный раствор, находящийся в контакте с выделившейся кристаллической массой или оставшийся после ее удаления, называется маточным раствором. Пересыщение раствора характеризуется его абсолютным значением, то есть разностью х / - х 0 между концентрацией пересыщенного х / и насыщенного х 0 растворов, или относительным пересыщением (х / - х 0) / х 0 .

Способы кристаллизации

Способы кристаллизации различаются прежде всего приемами, с помощью которых достигается пересыщение раствора.

1) Политермическая или изогидрическая кристаллизация идет при неизменном содержании воды в системе. Она характерна для веществ, растворимость которых при повышенных температурах заметно превышает их растворимость при более низких температурах, и происходит путем охлаждения пересыщенных растворов. Пересыщение зависит от переохлаждения раствора, то есть от разности температур насыщенного и пересыщенного растворов. Если растворимость уменьшается при повышении температуры, кристаллизация будет идти при нагревании системы.

2) Изотермическая кристаллизация происходит путем удаления растворителя из системы (испарении воды) при постоянной температуре, она характерна для веществ, мало изменяющих свою растворимость при изменении температуры. Испарение воды может производиться интенсивным способом при кипении раствора или при медленном поверхностном испарении.

3) Высаливание - кристаллизация соли может быть достигнута введением в раствор веществ, уменьшающих ее растворимость. Таковыми являются вещества, содержащие одинаковый с данной солью ион, ил связывающие воду. Например, кристаллизация хлорида натрия из концентрированного раствора при добавлении к нему хлорида магния; кристаллизация сульфата натрия при добавлении к его раствору спирта или аммиака. Механизм высаливания может быть различным. При добавлении к раствору электролита другого электролита с одноименным ионом произведение концентраций ионов растворенного вещества может превысить его произведение растворимости, то есть произведение концентраций этих ионов в насыщенном растворе, при этом избыток вещества выделяется в твердую фазу. В других случаях высаливание происходит вследствие изменения структуры раствора - образование гидратных оболочек вокруг частиц высаливающего вещества за счет разрушения таких оболочек у растворенного вещества. Соли, образующие кристаллогидраты, особенно с большим числом молекул воды, высаливаются сильнее, чем соли, кристаллизующиеся в безводной форме. Некоторые добавки могут приводить к всаливанию вещества, то есть увеличению его растворимости.

4) Осаждение веществ из растворов с помощью реагентов - наиболее распространенный метод кристаллизации в химической промышленности. Если при этом образуется практически нерастворимый продукт реакции, он сразу осаждается из быстро пересыщающегося раствора. Если продукт реакции растворим, его кристаллизация начинается после достижения необходимого пересыщения и продолжается по мере подачи реагента (осадителя). Примером может служить осаждение нерастворимого карбоната кальция при конверсии нитрата кальция в нитрат аммония:

Са(NO 3) 2 +(NH 4) 2 CO 3 =CaCO 3 +2NH 4 NO 3 .

Для получения катализаторов широко применяют осаждение металлов в виде нерастворимых соединений (гидроксидов, карбонатов, оксалатов и других солей) с последующим их разложением до оксидов.

5) Вымораживание применяется преимущественно для выделения отдельных компонентов из естественных рассолов, например соленых озер, при этом кристаллизацию проводят охлаждением растворов до температуры ниже 0С. Способ вымораживания используется для концентрирования растворов путем частичного удаления из них растворителя в виде льда. В этом случае кристаллизуется не соль, а растворитель - вода. Концентрируя морскую воду вымораживанием льда, получают 8% раствор соли, который используется для получения хлорида натрия.