奥斯瓦尔德熟化

✍ dations ◷ 2025-07-19 06:48:38 #地质学,物理化学,化学工程,胶体化学,化工热力学

奥斯瓦尔德熟化（或奥氏熟化）是一种可在固溶体或液溶胶中观察到的现象，其描述了一种非均匀结构随时间流逝所发生的变化：溶质中的较小型的结晶或溶胶颗粒溶解并再次沉积到较大型的结晶或溶胶颗粒上。

威廉·奥斯特瓦尔德首次于1896年对上面提到的这种变化进行了描述。奥氏熟化通常会出现在油包水乳剂中，而相对的在水包油乳剂中则会发生絮凝。

这个以热力学为基础的过程是由于大型颗粒能量低于小型颗粒而产生的。该理论是根据颗粒表面分子由于能量高于颗粒内部分子而产生的不稳定性的事实所逆向推导出来的。以一个由原子组成的立方结晶为例：所有在其内部的原子都和与其相邻的6个原子紧紧相连，形成了非常稳定的结构，而处于其表面的原子则因为与之相邻的原子少于6个，稳定性大打折扣。根据大型颗粒具有较低能量这个事实，较大型的结晶体相对于小型结晶体将具有较多的稳定的包含7原子的结构和较少的包含6原子或更少原子的结构。由于热力学系统会不断进行释放能量的过程，在较小型结晶体表面的原子（上述的由于与等于或少于5个原子相连而能量较高的原子）会根据开尔文方程趋向于脱离该结晶体，溶解于溶剂中。如果所有的小型结晶体都在进行这个过程，溶剂中的自由原子的浓度将大大提高，当溶剂中的自由原子达到过饱和状态时，它们将具有凝结到大型结晶体表面的趋势；因此，在溶剂中，小型颗粒将不断萎缩，而相对的大型颗粒不断增大，同时溶质的整体平均半径也不断增加；可以认为在经过足够长的时间之后，所有的溶质将最终变为一个巨大的球型的颗粒以达到表面积最小的效果（从而变为能量最低）。

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