结晶法是什么,什么情况下采用结晶法

结晶法是什么,什么情况下采用结晶法

利用两种或多种可溶性固体在同一种溶剂里溶解度的不同,而采用结晶方法加以分离的操作方法．例如,使晶体硝酸钾与其中所含的氯化钠杂质分离,就可以采用结晶的方法．
分类：
降温结晶法
先加热溶液,蒸发溶剂成饱和溶液,此时降低热饱和溶液的温度,溶解度随温度变化较大的溶质就会呈晶体析出,叫降温结晶.例如：当NaCl和KNO3的混合物中KNO3多而NaCl少时,即可采用此法,先分离出KNO3,再分离出NaCl.
蒸发结晶法
蒸发结晶：蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会呈晶体析出,叫蒸发结晶.例如：当NaCl和 KNO3的混合物中NaCl多而KNO3少时,即可采用此法,先分离出NaCl,再分离出KNO3.可以观察溶解度曲线,溶解度随温度升高而升高得很明显时,这个溶质叫陡升型,反之叫缓升型.当陡升型溶液中混有缓升型时,若要分离出陡升型,可以用降温结晶的方法分离,若要分离出缓升型的溶质,可以用蒸发结晶的方法.如硝酸钾就属于陡升型,氯化钠属于缓升型,所以可以用蒸发结晶来分离出氯化钠,也可以用降温结晶分离出硝酸钾.与蒸发相伴随的往往有过滤.这里介绍几种常见的过滤方法：1 常压过滤,所用仪器有：玻璃漏斗、小烧杯、玻璃棒、铁架台等.要注意的问题有：在叠滤纸的时候要尽量让其与玻璃漏斗内壁贴近,这样会形成连续水珠而使过滤速度加快.这在一般的过滤中与速度慢的区别还不太明显,当要求用热过滤时就有很大的区别了.比如说在制备KNO3时,如果你的速度太慢,会使其在漏斗中就因冷却而使部分KNO3析出堵住漏斗口,这样实验效果就会不太理想.2 减压过滤,所用仪器有:布氏漏斗、抽滤瓶、滤纸、洗瓶、玻璃棒、循环真空泵等.要注意的问题有：选择滤纸的时候要适中,当抽滤瓶与循环真空泵连接好后用洗瓶将滤纸周边润湿,后将要过滤的产品转移至其中（若有溶液部分要用玻璃棒引流）.
重结晶
将晶体溶于溶剂或熔融以后,又重新从溶液或熔体中结晶的过程.又称再结晶.重结晶可以使不纯净的物质获得纯化,或使混合在一起的盐类彼此分离.重结晶的效果与溶剂选择大有关系,最好选择对主要化合物是可溶性的,对杂质是微溶或不溶的溶剂,滤去杂质后,将溶液浓缩、冷却,即得纯制的物质.混合在一起的两种盐类,如果它们在一种溶剂中的溶解度随温度的变化差别很大,例如硝酸钾和氯化钠的混合物,硝酸钾的溶解度随温度上升而急剧增加,而温度升高对氯化钠溶解度影响很小.则可在较高温度下将混合物溶液蒸发、浓缩,首先析出的是氯化钠晶体,除去氯化钠以后的母液在浓缩和冷却后,可得纯硝酸钾.重结晶往往需要进行多次,才能获得较好的纯化效果.
升华结晶法
应用物质升华再结晶的原理制备单晶的方法.物质通过热的作用,在熔点以下由固态不经过液态直接 转变为气态,而后在一定温度条件下重新再结晶,称升华再结晶.1891年R.洛伦茨(Lorenz)利用升华再结晶的基本原理生长硫化物小的晶体.1950年D.C.莱诺尔兹(Reynolds)以粉末状CdS为原料用升华再 结晶方法制备了3X3火6mm的块状CdS晶体.1961 年W.W.培皮尔(PIPer)用标准升华再结晶的方法 生长了直径为13mm的CdS单晶.升华再结晶法已成 为生长H一砚族化合物半导体单晶材料的主要方法 之一.物质在升华过程中,外界要对固态物质作功,使其 内能增加,温度升高.为使物质的分子气化,单位物质 所吸收的热量必须大于升华热(即熔解热和气化热之 和),以克服固态物质的分子与周围分子的亲合力和环 境的压强等作用.获得足够能量的分子,其热力学自由 能大大增加.当密闭容器的热环境在升华温度以上时,该分子将在容器的自由空间内按布朗运动规律扩散.如 果在该容器的另一端创造一个可以释放相变潜热(即相 变过程中单位物质放出的热量)的环境,则将发生凝华 作用而生成凝华核即晶核.在生长单晶的情况下,释放 相变潜热,一般采用使带冷指的锥形体或带冷指的平面 处于一定的温度梯度内,并使尖端或平面的一点温度最 低,此处形成晶核的几率最大.根据科赛尔结晶生长理 论,一旦晶核形成,新的二维核将沿晶核周边阶梯继续 进行排列,当生长一层分子后,在其平坦的结晶面上将 有新的二维核形成,进而生成另一层新的分子层.决定 晶体生长的3个基本要素是表征系统自由能变化的临界 半径、二维核存在的几率和二维核形成的频度.升华再 结晶法可用于熔点下分解压力大的材料,如制备CdS、 ZnS、Cdse等单晶.其缺点是生成速率慢,生长条件 难以控制.

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降温结晶法
先加热溶液，蒸发溶剂成饱和溶液，此时降低热饱和溶液的温度，溶解度随温度变化较大的溶质就会呈晶体析出，叫降温结晶。例如：当NaCl和KNO3的混合物中KNO3多而NaCl少时，即可采用此法，先分离出KNO3，再分离出NaCl。
蒸发结晶法
蒸发结晶：蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出，叫蒸发结晶。例如：当Na...

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降温结晶法
先加热溶液，蒸发溶剂成饱和溶液，此时降低热饱和溶液的温度，溶解度随温度变化较大的溶质就会呈晶体析出，叫降温结晶。例如：当NaCl和KNO3的混合物中KNO3多而NaCl少时，即可采用此法，先分离出KNO3，再分离出NaCl。
蒸发结晶法
蒸发结晶：蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出，叫蒸发结晶。例如：当NaCl和 KNO3的混合物中NaCl多而KNO3少时，即可采用此法，先分离出NaCl，再分离出KNO3。
可以观察溶解度曲线，溶解度随温度升高而升高得很明显时，这个溶质叫陡升型，反之叫缓升型。
当陡升型溶液中混有缓升型时，若要分离出陡升型，可以用降温结晶的方法分离，若要分离出缓升型的溶质，可以用蒸发结晶的方法。
如硝酸钾就属于陡升型，氯化钠属于缓升型，所以可以用蒸发结晶来分离出氯化钠，也可以用降温结晶分离出硝酸钾。
与蒸发相伴随的往往有过滤。这里介绍几种常见的过滤方法：
1 常压过滤，所用仪器有：玻璃漏斗、小烧杯、玻璃棒、铁架台等。要注意的问题有：在叠滤纸的时候要尽量让其与玻璃漏斗内壁贴近，这样会形成连续水珠而使过滤速度加快。这在一般的过滤中与速度慢的区别还不太明显，当要求用热过滤时就有很大的区别了。比如说在制备KNO3时，如果你的速度太慢，会使其在漏斗中就因冷却而使部分KNO3析出堵住漏斗口，这样实验效果就会不太理想。
2 减压过滤，所用仪器有:布氏漏斗、抽滤瓶、滤纸、洗瓶、玻璃棒、循环真空泵等。要注意的问题有：选择滤纸的时候要适中，当抽滤瓶与循环真空泵连接好后用洗瓶将滤纸周边润湿，后将要过滤的产品转移至其中（若有溶液部分要用玻璃棒引流）。
重结晶
将晶体溶于溶剂或熔融以后，又重新从溶液或熔体中结晶的过程。又称再结晶。重结晶可以使不纯净的物质获得纯化，或使混合在一起的盐类彼此分离。重结晶的效果与溶剂选择大有关系，最好选择对主要化合物是可溶性的，对杂质是微溶或不溶的溶剂，滤去杂质后，将溶液浓缩、冷却，即得纯制的物质。混合在一起的两种盐类，如果它们在一种溶剂中的溶解度随温度的变化差别很大，例如硝酸钾和氯化钠的混合物，硝酸钾的溶解度随温度上升而急剧增加，而温度升高对氯化钠溶解度影响很小。则可在较高温度下将混合物溶液蒸发、浓缩，首先析出的是氯化钠晶体，除去氯化钠以后的母液在浓缩和冷却后，可得纯硝酸钾。重结晶往往需要进行多次，才能获得较好的纯化效果。
升华结晶法
应用物质升华再结晶的原理制备单晶的方法。物质通过热的作用，在熔点以下由固态不经过液态直接 转变为气态，而后在一定温度条件下重新再结晶，称升华再结晶。1891年R.洛伦茨(Lorenz)利用升华再结晶的基本原理生长硫化物小的晶体。1950年D.C. 莱诺尔兹(Reynolds)以粉末状CdS为原料用升华再 结晶方法制备了3X3火6mm的块状CdS晶体。1961 年W.W.培皮尔(PIPer)用标准升华再结晶的方法 生长了直径为13mm的CdS单晶。升华再结晶法已成 为生长H一砚族化合物半导体单晶材料的主要方法 之一。 物质在升华过程中，外界要对固态物质作功，使其 内能增加，温度升高。为使物质的分子气化，单位物质 所吸收的热量必须大于升华热(即熔解热和气化热之 和)，以克服固态物质的分子与周围分子的亲合力和环 境的压强等作用。获得足够能量的分子，其热力学自由 能大大增加。当密闭容器的热环境在升华温度以上时， 该分子将在容器的自由空间内按布朗运动规律扩散。如 果在该容器的另一端创造一个可以释放相变潜热(即相 变过程中单位物质放出的热量)的环境，则将发生凝华 作用而生成凝华核即晶核。在生长单晶的情况下，释放 相变潜热，一般采用使带冷指的锥形体或带冷指的平面 处于一定的温度梯度内，并使尖端或平面的一点温度最 低，此处形成晶核的几率最大。根据科赛尔结晶生长理 论，一旦晶核形成，新的二维核将沿晶核周边阶梯继续 进行排列，当生长一层分子后，在其平坦的结晶面上将 有新的二维核形成，进而生成另一层新的分子层。决定 晶体生长的3个基本要素是表征系统自由能变化的临界 半径、二维核存在的几率和二维核形成的频度。升华再 结晶法可用于熔点下分解压力大的材料，如制备CdS、 ZnS、Cdse等单晶。其缺点是生成速率慢，生长条件 难以控制。

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