结晶
结晶方法一般分为两种
结晶方法一般分为两种
结晶是物质从溶液或气体中析出来形成晶体的过程。
在化工、制药、生物工程等领域,结晶是一种常见的分离和纯化技术。
结晶方法一般分为两种,溶剂结晶和蒸发结晶。
溶剂结晶是指在有机溶剂中,通过溶解物质,然后控制温度或加入反溶剂等方式,使溶质从溶液中析出形成晶体的过程。
溶剂结晶的优点是操作简单、结晶速度快、晶体质量好,适用于大多数有机物的结晶分离。
但是,溶剂结晶也存在一些问题,比如有机溶剂的使用会造成环境污染,溶剂回收成本较高等。
蒸发结晶是指通过控制溶液中溶剂的蒸发速度,使溶质逐渐过饱和,从而析出晶体的过程。
蒸发结晶的优点是无需添加额外的溶剂,节约成本,对环境友好。
但是,蒸发结晶也存在一些问题,比如结晶速度较慢,晶体质量不稳定等。
在实际应用中,选择合适的结晶方法取决于具体的物质性质、生产工艺要求和经济成本考虑。
有时候也会采用溶剂结晶和蒸发结晶相结合的方法,以达到更好的结晶效果。
总的来说,结晶是一种重要的物质分离和纯化技术,不同的结晶方法各有优缺点,需要根据具体情况进行选择和应用。
通过合理的结晶方法,可以获得高纯度的晶体产品,满足不同领域的需求。
结晶的工艺流程
结晶的工艺流程结晶是一种用于从含有溶质的溶液中获得纯净溶质的工艺流程。
它广泛应用于化学工业、药物制造、食品处理等领域。
结晶的工艺流程通常包括以下几个步骤:1. 选取溶解介质:首先需要选择适合的溶解介质。
溶解介质的选择应考虑溶质的性质、溶解度以及结晶的温度、压力等条件。
常用的溶解介质有水、有机溶剂等。
2. 溶解溶质:将溶质加入溶解介质中,并加热搅拌使其彻底溶解。
加热可以提高溶液的溶解度,搅拌可以使溶质均匀溶解。
3. 过滤杂质:将溶液经过滤器进行过滤,以去除其中的杂质。
过滤器可以选择纸滤纸、玻璃纸等,根据溶液的性质选择合适的过滤器。
4. 结晶:将经过过滤的溶液通过冷却或浓缩的方式使其中的溶质逐渐结晶。
冷却结晶可通过降低溶液的温度来实现,浓缩结晶则是将溶液中的溶剂蒸发掉,使溶液浓缩,达到饱和度从而结晶。
5. 分离结晶产物:将结晶的产物与溶剂分离,通常通过过滤或离心等方法进行。
过滤可以使用过滤纸将溶剂与结晶分离;离心通过离心机的离心力将两者分开。
6. 干燥结晶产物:将分离出的湿结晶产物放置在干燥器中进行干燥,直到其达到所需的含水率。
干燥可以使用自然风干、加热干燥等方式进行。
7. 结晶产物的纯化:对于需要进一步纯化的结晶产物,可以进行再结晶或其他纯化方法。
再结晶是将结晶产物溶解于溶剂中,再通过结晶过程纯化。
结晶的工艺流程需要根据溶质的性质和要求进行调整。
溶液的温度、浓度、搅拌速度等条件的控制对于结晶过程的成功至关重要。
此外,结晶的产物需要进行质量检测,确保其达到规定的纯度和含水率。
结晶工艺的优势在于能够得到高纯度的产物,同时还可以将溶液中的其他杂质剔除。
然而,结晶工艺也存在一些挑战,如结晶产物颗粒的大小和形状会对产品性能产生影响,对操作条件的控制要求较高。
总而言之,结晶是一种常用的分离和纯化工艺,它通过溶液的冷却或浓缩使得溶质逐渐结晶,再通过过滤、分离和干燥等步骤获得纯净的结晶产物。
结晶的工艺流程需要根据溶质的性质和要求进行调整,以确保最终获得高质量的产物。
结晶和重结晶
适用:高温时溶解度大,低温时溶解度小。 例如:KNO3、苯甲酸 操作:加热溶解→冷却结晶→过滤
冷却结晶
结果:产品留在滤纸上,少量溶解质留在母液中。
适用:溶解度随温度变化不大。
浓缩结晶 例如:NaCl
(蒸发结晶)
操作:溶解→蒸发→结晶 结果:产品留蒸发皿里。易分解物质不能用。
结果:产品留在滤纸上,杂质留在母液中。
重结晶:常用于固体物质的提纯。
例子:KNO3(沙、NaCl)、苯甲酸(沙、NaCl)。
冷却结晶 操作:加热溶解→趁热过滤→冷却结晶→过滤
用于重结晶
结果:产品留在滤纸上,NaCl留在母液中。 例子:NaNO3(KCl)、NH4NO3(NaCl)。
用于重结晶
浓缩结晶 操作:溶解→蒸发浓缩→结晶→趁热过滤。
结晶的意思
结晶的意思词目:结晶拼音:jié jīng释义:1.物质从液态(溶液或熔融状态)或气态构成晶体。
2.晶体,即为原子、离子或分子按一定的空间次序排序而构成的液态。
也叫做结晶体。
3.比喻稀有的成果。
比如:劳动的结晶。
1) 优质是奉献的堆积,效益是优质的结晶。
2) 科学知识就是贵重宝石的结晶,文化就是宝石释出的光泽。
3) 劳动是一首永恒的赞歌。
你看万里长城葛洲坝高速公路立交桥一座座高楼通讯设备交通工具服务功能智能化运作等等,都是劳动人民的勤劳汗水与智慧结晶。
4) 法律就是社会习俗和思想的结晶。
5) 人来到世界上,本来就是赤条条。
于是我们不必担心什么,放弃是一种你我都有的权利。
懂得放弃是人生的大智慧,适时的放弃是自知与明智的美丽结晶。
有选择有放弃,这才是完美的人生。
6) 这条铁路的完工就是中西合璧的结晶。
7) 知识是从劳动中得来的,任何成就都是刻苦劳动的结晶。
宋庆龄8) 对付敌人必须充分发挥主观能动性,必须‘牵牛’‘宰牛’,不要‘顶牛’。
因为‘顶牛’就是消耗战,就是不精明的战术。
假若和敌人牛返角,最多也不过就是把敌人击退而已。
而战术的全部结晶就是为了歼灭敌人的有生力量。
9) 书是和人类一起成长起来的,一切震撼智慧的学说,一切打动心灵的热情都在书里结晶成形;在书本中记述了人类狂激生活的宏大规模的自白,记述了叫做世界史的宏伟的自传。
10) 科学知识从勤奋劳动中单单的,任何成就都就是勤奋劳动的结晶。
11) 什么是幸福?幸福是果园里果农望着压满枝头果实的满脸喜色,幸福是教室里莘莘学子憧憬未来的动人笑脸,幸福是实验室里科学家又有新发现时的舒展眉头,幸福是领奖台上运动员仰望国旗冉冉升起时的莹莹泪光。
幸福是奋斗的结晶,勤劳的丰碑。
12) 诚信就是一颗稀有的钻石,就是人与自然之美的结晶。
诚信不好过一支玫瑰,在花园之中,她就是最帅的,美得妍媚欲滴;美得冷人心潮;美得高尚;美得完美无瑕。
存有了诚信之后,人与自然的美不足以彰显了!13) 伟大的作品并非能力的表现,而是毅力的结晶。
结晶名词解释
结晶名词解释
结晶[jiéjīng]
[释义] 1.物质从液态或气态形成晶体2.比喻珍贵的成果
结晶是汉语词汇,拼音是jié jīng,意思是热的饱和溶液冷却后溶质因溶解度降低导致溶液过饱和,从而溶质以晶体的形式析出的过程。
中文名结晶外文名crystallization拼音jié jīng繁体結晶注音ㄐㄧㄝˊ ㄐㄧㄥ
释义
1.物质从液态(溶液或熔融状态)或气态形成晶体。
2.晶体,即原子、离子或分子按一定的空间次序排列而形成的固体。
也叫结晶体。
一般由纯物质生成,具有固定的熔点,旋光度。
3.比喻珍贵的成果。
例如:劳动的结晶。
4.游戏道具
出处
艾青《给乌兰诺娃》诗:“不是天上的仙女,却是人间的女神,比梦更美,比幻想更动人--是劳动创造的结晶。
”
王朝闻《艺术创作有特殊规律》:“这是形象思维方法的卓越成就,是想像与思考的结晶。
”。
结晶的方法
结晶的方法结晶是物质从无序状态向有序状态转变的过程,它是自然界中普遍存在的现象。
结晶方法特指人们用于人工控制物质结晶过程的各种手段和技术。
在实际应用中,结晶方法可以用于纯净晶体的制备、陶瓷材料的制备、金属的提纯等领域。
结晶方法有很多种,下面将介绍几种常见的结晶方法。
首先是溶液结晶法。
溶液结晶法是将溶解物质溶解于适当的溶剂中,通过控制溶液的温度、浓度等条件,使溶质达到过饱和状态,从而诱导溶质分子在溶液中自发地协同凝聚,逐渐生成晶体。
这种方法广泛用于制备纯净晶体和纯度较高的化学试剂。
其次是物理结晶法。
物理结晶法主要包括蒸发结晶、沉淀结晶、冷却结晶等几种方法。
蒸发结晶法是将溶液置于加热设备中,利用溶剂的挥发,溶质逐渐达到过饱和状态而结晶出来。
沉淀结晶法是通过沉淀反应生成溶质的沉淀物,并通过沉淀物的处理得到晶体。
冷却结晶法是将溶液或熔融物质在适当温度下冷却,使其过饱和,再进一步结晶。
再次是气相结晶法。
气相结晶法主要是将气态物质通过适当的工艺处理,使其在特定条件下转化为晶体。
这种方法在半导体材料的制备中得到了广泛应用。
最后是电化学结晶法。
电化学结晶法是通过在电解质溶液中施加特定的电压和电流,控制物质离子的迁移和沉积,从而形成晶体。
这种方法在电镀、电蚀等工业领域中得到了广泛应用。
除了以上几种方法,还有一些特殊的结晶方法,例如超声波辐射法、微重力结晶法等,这些方法都是通过创造特殊的条件,促使物质分子从无序状态有序排列,形成晶体。
总的来说,结晶方法是人们为了控制物质结晶过程而采用的各种手段和技术。
不同的结晶方法适用于不同的物质和不同的应用领域。
随着科学技术的不断发展,结晶方法也将不断更新和发展,为人们带来更多的创新和突破。
结晶现象的原理与发生步骤
3、结晶的步骤
4盐析法 在溶液中,添加另一种物质使原溶质的溶解度降低,形成过饱和溶液 而析出结晶.加入的物质可以是能与原溶媒互溶的另一种溶媒或另一种 溶质. 5抗溶剂法 通过加入能降低溶解度的抗溶剂,如碳酸钠的抗溶剂结晶,在此结晶 体系中,乙二醇、一缩二乙二醇或者1,2-丙二醇等可加入其水溶液中,以 降低溶解度,产生过饱和度.
结晶现象的原理与方法
目录
1 结晶与晶体 2 结晶的基本原理 3 结晶的步骤 4 结晶过程影响因素分析
1、结晶与晶体
1、结晶与晶体
结晶是指固体物质以晶体状态从溶液、蒸汽或熔融物中析出的过程. 晶体是指内部结构中质点元素〔原子、离子、分子作三维有序规则排 列排列的固态物质. 晶体可分为三大晶族,七大晶系如下: 高级晶族:立方晶系<等轴晶系 中级晶族:三方晶系、四方晶系、六方晶系 低级晶族:正交晶系<斜方晶系、单斜晶系、三斜晶系.
2、结晶的基本原理
介稳区
不稳区 过渡区 亚稳区
稳定区
1—饱和曲线;2—第一过饱和曲线; 3—第二过饱和曲线
A稳定区:即不饱和区.其浓度≦ 平衡浓度,在这里不可能发生结晶.
B亚稳区:即第一过饱和区.在此 区域内不会自发成核,当加入晶种时,结 晶会生长,但不会产生新晶核.
C过渡区:即第二过饱和区.在此 区域内也不会自发成核,但加入晶种后, 在结晶生长的同时会有新晶核产生.
4、结晶过程影响因素分析
〔4冷却〔蒸发速度的影响 在实际生产中,通过真空绝热蒸发冷却是使溶液产生过饱和度的重要手 段之一.冷却速度快,过饱和度增大就快,容易超越介稳区极限,到达不稳 定区时将析出大量晶核,影响结晶粒度.因些,结晶操作过程的冷却速度 不宜太快. 〔5杂质的影响 物料中杂质的存在对晶体的生长有很大的影响,应该尽量去除杂质,以提 高产品质量.
结晶
习题
1.沉淀和结晶的异同点? 2.结晶的首要条件是什么?制备过饱和溶液的 方法? 3.影响结晶颗粒大小均匀的主要因素有哪些?
(二)晶体形状
同种物质用不同方法结晶时,得到的晶体形 状可以完全不一样。 外形变化是由于在一个方向生长受阻,或在 另一方向生长加速所致。 影响因素:
过饱和度、搅拌、温度、pH;
从不同溶剂中结晶得到不同的外形;
杂质:杂质可吸附在晶体表面,使其生长速 度受阻
(三)晶体纯度
晶体常会包含母液、尘埃和气泡等,所以结 晶器要清洁,结晶液应过滤以防止夹带灰尘、 铁锈等;
沉淀和结晶(晶体)的异同点 相同:在本质上同属一种过程(固相析出)
区别:
构成单位(原子、离子或 分子)的排列方式不同 晶体:有规则 无定形沉淀:无规则
条件缓慢变化时,溶质分子有足够时间排列, 有利于结晶形成; 条件变化剧烈,强迫快速析出,溶质分子来不 及排列就析出,形成无定形沉淀。
分 离 效 果
结晶法:高度的选择性(原因:只有同类分子
理论曲线 实际曲线 成 核 速 度
过饱和度
晶体生长速度和所需晶体大小
(2)温度
成核速度 温度 成 核 速 度
过饱和度
温度与过饱和度 相互消长速度
温度
(3)溶质种类 无机盐类: 阳离子或阴离子的化合价越低,越不容易成核 相同化合价下,含结晶水越多,越不容易成核 有机物质: 结构越复杂,相对分子质量越大,成核速度越慢
晶体表面有一定的物理吸附能力,因此有很 多母液和杂质——表面杂质可通过洗涤除去。 结晶速度过大时(过饱和度较高、冷却速度 很快),容易形成晶簇,包含母液等杂质。 重结晶
(四)重结晶 将晶体用合适的溶剂溶解,再次结晶,使纯 度提高。 原因:杂质和结晶物质在不同溶剂和不同温 度下的溶解度不同。 重结晶的关键:选择一种合适的溶剂
结晶的工艺流程
结晶的工艺流程
《结晶工艺流程》
结晶是一种将溶质从溶液中以晶体形式析出的工艺。
结晶工艺被广泛应用于化工、制药、食品等领域,以获得纯度高的晶体产品。
下面是一般的结晶工艺流程。
首先,原料的准备是结晶工艺的第一步。
通常需要将原料溶解在适当的溶剂中,以形成溶液。
溶剂的选择很重要,通常要避免使用过于挥发的溶剂,以免对结晶过程产生影响。
其次,溶液的净化是结晶工艺流程中的关键环节。
这一步主要是通过过滤或其他净化方法,去除溶液中的杂质,以确保结晶过程中可以形成纯净的晶体。
然后,控制结晶过程中的温度和其他操作条件也十分重要。
通过逐步冷却或添加合适的结晶剂,可以引导溶质从溶液中析出并形成晶体。
此外,搅拌也是影响结晶质量的重要因素。
最后,分离和干燥是结晶工艺的最后一步。
通过过滤或离心等分离方法,可以将形成的晶体从溶液中分离出来。
随后,经过适当的干燥处理,最终可以得到高纯度的晶体产品。
总的来说,结晶工艺是一种通过控制溶液中溶质的溶解度和温度等条件,将溶质以晶体形式析出的工艺。
经过适当的原料准备、净化、控制条件和分离干燥等步骤,最终可以获得高纯度的晶体产品。
结晶现象的原理与发生步骤
引言概述结晶现象是物质在一定条件下由液体或气体转变为固体的过程。
对于许多科学领域而言,了解结晶的原理和发生步骤是至关重要的,因为结晶现象广泛应用于化学、材料科学、地球科学等领域。
本文将深入探讨结晶现象的原理和发生步骤,希望读者能够更加理解这一现象。
正文内容一、原理1.结晶的定义和基本概念结晶是一种物质由无序状态变为有序结构的过程。
在结晶中,原子、分子或离子按照一定的规律排列,形成晶粒。
2.结晶的热力学基础结晶的发生需要克服固体与液体之间的能量差,即自由能差。
当自由能差为负时,结晶就能发生。
3.结晶的动力学过程结晶的动力学过程指的是物质从高能量状态转变为低能量状态的过程。
这个过程涉及到核化、生长和形态发生等多个步骤。
4.结晶的驱动力驱动结晶过程的因素有很多,如温度、溶剂性质、溶质浓度、杂质等。
不同的系统对这些因素的响应也大不相同。
5.结晶的种类结晶现象可分为物理结晶和化学结晶。
物理结晶是由于温度或浓度变化引起的,而化学结晶则是由于化学反应引起的。
二、发生步骤1.核化核化是结晶的第一步,指的是液体中出现起始晶核。
起始晶核的形成需要克服活化能的影响,活化能越低,核化速度越快。
2.生长晶核后,它们会通过吸收周围溶液中的溶质来增大尺寸,形成晶体的过程被称为生长。
生长速度受到温度、浓度、溶液饱和度等因素的影响。
3.晶体形态发生晶体形态发生是指晶体在生长过程中的形状改变。
形态发生的原因有很多,如溶剂对溶质的影响、晶体生长速度的变化等。
4.晶体合并晶体合并是指在结晶过程中,颗粒之间发生相互迁移和接触,形成更大晶体的过程。
合并的影响因素包括温度、浓度、晶体形态等。
5.晶体分散晶体分散是指结晶过程中,固体晶体颗粒由于能量分散、扩散等原因发生分离的过程。
晶体分散会导致空心晶体、多晶晶体等形成。
结尾总结结晶现象的原理与发生步骤是一个复杂且多变的过程。
通过了解结晶的原理,我们能够更好地理解和控制结晶现象,在化学工业和材料科学等领域有更广泛的应用。
结晶的基本原理
结晶的基本原理
结晶的基本原理是指通过调整溶液中的温度、浓度和通风条件,使其中的溶质逐渐形成晶体。
具体原理如下:
1. 过饱和度:将溶质逐渐溶解在溶剂中,当溶液中含有超过其在该温度下饱和溶解度的溶质时,就形成了过饱和溶液。
过饱和度是晶体形成的前提条件。
2. 成核:过饱和溶液中的溶质分子会聚集成微小的晶核,称为成核。
成核是晶体生长的起点,一旦形成,晶核会逐渐生长。
3. 晶体生长:晶核在过饱和溶液中吸收其它溶质分子,并沉积在晶核表面,从而使晶体逐渐增大。
晶体生长速度取决于溶质的浓度、温度和通风条件等因素。
4. 结晶后处理:当晶体达到一定大小后,可以通过过滤、洗涤等操作将其分离出来,并进行干燥和粉碎等后续处理。
总而言之,结晶的基本原理是通过调整溶液的饱和度,促使溶质成核并生长,最终得到晶体。
同时,控制温度、浓度和通风条件等因素,能影响晶体的形态和质量。
结晶的原理
结晶的原理结晶是物质由液态或气态转变为固态的过程,是一种常见的物质状态转变现象。
结晶的原理涉及到物质的分子结构和热力学性质,下面我们来详细探讨一下结晶的原理。
首先,结晶的原理与物质的分子结构密切相关。
在液态或气态状态下,物质的分子呈无序排列,运动自由度较大。
当物质受到外界条件的影响,如温度的变化、溶剂的挥发等,分子之间的相互作用发生改变,使得分子开始有序排列,逐渐形成晶体结构。
这种有序排列的过程就是结晶的基本原理之一。
其次,结晶的原理还与物质的热力学性质有关。
在结晶过程中,物质从高能态向低能态转变,释放出相应的热量。
这种能量释放使得分子间的相互作用增强,有利于晶体的形成。
同时,结晶过程也受到温度、压力等外界条件的影响。
通过控制外界条件,可以调节结晶过程中的热力学参数,从而影响晶体的形态和质量。
此外,结晶的原理还与溶剂的挥发和溶液浓度有关。
在溶液中,溶质分子和溶剂分子之间存在着相互作用。
当溶剂挥发时,溶液浓度增大,溶质分子之间的相互作用增强,有利于结晶的发生。
因此,控制溶剂的挥发速度和溶液的浓度,对于结晶过程具有重要的影响。
总的来说,结晶的原理是一个复杂的过程,涉及到物质的分子结构、热力学性质、外界条件等多个方面。
通过深入研究结晶的原理,可以更好地控制结晶过程,提高晶体的质量和产率,对于化工、制药、材料等领域具有重要的意义。
在工业生产中,结晶技术被广泛应用于化工、制药、冶金等领域。
通过合理控制结晶的条件和过程,可以获得高纯度、良好形态的晶体产品,满足不同领域的需求。
同时,结晶技术也在环保、能源等领域发挥着重要作用,为提高资源利用效率、减少能源消耗做出贡献。
综上所述,结晶的原理涉及到物质的分子结构、热力学性质、外界条件等多个方面。
通过深入研究结晶的原理,可以更好地控制结晶过程,提高晶体的质量和产率,为工业生产和科学研究提供重要的支持。
希望本文对结晶的原理有所帮助,谢谢阅读。
第五章 结晶
③结晶过程中控制适宜的过饱和度,使之处于介稳区内 ,保持稳定的推动力,防止过多的小晶核出现。 ④适时投放晶种。 ⑤在设备上结构上,具有细晶消除功能:如带陶析腿的 设备。 ⑥选择惰性材料制做搅拌桨叶和结晶器内壁。 ⑦结晶室内壁光滑,洁净度高。 ⑧对于间歇结晶,每批次后,都要及时、彻底力清洗结 晶设备;连续结晶,一批次后也要及时清洗彻底力清洗 结晶设备。
(4)溶剂环境 )
结晶时溶剂系统的选择至关重要。好的溶剂能使结晶易 于生成、长大、收率高、纯度也好。 ①选择时,应考虑溶剂对目标产物完全惰性,对其活力 没影响。②对目标物有相当的溶解能力,而对杂质的溶 解能力也应很大,是杂质的大多数在结晶完成时仍留在 母液中。③溶剂对溶质的溶解度有足够的可调性(如在 改变温度、pH、盐浓度或溶媒浓度时)这样即便于晶体 的形成、生长,也能得到较好收率。④对于混合溶剂( 如丙酮与水)则要求均相,且对溶质溶解度的差异大, 以便通过添加其中一种组分来调整溶质溶解饱和度。⑤ 溶剂是否容易从晶体上除去也应考虑,就此而言,挥发 性溶质好。
2.3晶习修改剂的作用与选择
晶习指的是晶体的外形。同一物质的晶体,用不同方法 产生出来时,虽属于同一个晶序,但它的外形可以完全 不一样。 晶习的改善对工业结晶有极其重要的意义。某些晶习, 因外观不美观在工业上不受欢迎;另一些晶习容易引起 晶体结块。 改善晶习可通过一些适当的途径实现,例如控制晶体生 长速率;控制过饱和度或结晶温度;正确地选择溶剂; 调整溶液pH、加入某些能改变晶习杂质等。
第五章 结 晶 Crystallization
一、结晶过程的基本理论
结晶是溶质呈晶态从液相或气相析出的过程。 溶液中的溶质在一定条件下,因分子有规则的排列而结合 成晶体,晶体的化学成分均一,具有各种对称的晶体,其 特征为离子和分子在空间晶格的结点上呈规则的排列 固体有结晶和无定形两种状态 结晶:析出速度慢,溶质分子有足够时间进行排列,粒子 排列有规则 无定形固体:析出速度快,粒子排列无规则-沉淀
结晶的基本原理
结晶的基本原理
结晶是物质从液态或气态转变为固态时,原子、离子或分子按照一定的规律排列而形成的晶体结构。
结晶的基本原理是固态物质在适当的条件下,通过原子、离子或分子的排列,形成具有一定周期性的晶体结构。
结晶是物质从无序状态向有序状态转变的过程,是物质由液态或气态向固态转变的关键过程。
在结晶过程中,原子、离子或分子通过各种相互作用力相互吸引,逐渐排列成有序的结构。
结晶的形成需要适当的温度、压力和溶剂条件,以及足够的时间。
在适当的条件下,物质的原子、离子或分子能够按照一定的规律排列,形成具有周期性的晶体结构。
结晶的基本原理可以通过几种不同的方式来解释。
从热力学的角度来看,结晶是由于物质在液态或气态状态下的自由能高于其固态状态的自由能,因此物质会倾向于从液态或气态转变为固态,以降低自由能。
从动力学的角度来看,结晶是由于物质在适当的条件下,原子、离子或分子能够通过相互作用力相互吸引,逐渐排列成有序的结构。
从结构学的角度来看,结晶是由于物质的原子、离子或分子能够按照一定的规律排列,形成具有周期性的晶体结构。
在实际应用中,结晶是一种重要的物质制备技术。
许多化学品、药物、金属材料等都是通过结晶技术来制备的。
通过控制结晶条件和过程,可以获得具有特定形态和性质的晶体产品。
因此,对结晶的基本原理进行深入的研究和理解,对于提高物质制备的效率和质量具有重要意义。
总之,结晶是物质从无序状态向有序状态转变的过程,是固态物质形成具有周期性的晶体结构的基本原理。
通过研究和理解结晶的基本原理,可以更好地控制和应用结晶技术,为物质制备和性能调控提供重要的理论基础和技术支持。
结晶的原理方法
结晶的原理方法结晶是物质由溶液或熔融状态转变为晶体的过程。
晶体是由原子、离子、分子等排列有序构成的固态物质,具有规则的几何形状和特定的晶体结构。
结晶在化学、物理、材料科学等领域都有广泛的应用,如制备纯净的化学品、生产单晶材料等。
结晶的过程可分为溶解、溶解度、核形成、结晶生长等几个关键步骤。
首先是溶解,当固体物质加入溶剂中,固体分子与溶剂分子之间发生相互作用,分散在溶剂中形成溶液。
溶解过程中,固体分子与溶剂分子间的相互作用类型多种多样,如溶解过程中会发生离子间的电荷相互作用、分子间的范德瓦尔斯力等。
当溶质的分子间相互作用力小于分子与溶剂分子间的相互作用力时,溶质就能够溶解在溶剂中。
溶解度是指单位体积溶剂在一定温度下能够溶解的最大溶质量。
溶解度与溶质与溶剂之间的相互作用力有关,一般来说,相互作用力较大的物质溶解度较小。
溶解度的测定可以通过添加过饱和溶液中的溶质晶体,观察是否发生结晶得知。
当溶液的溶质浓度达到饱和时,就可以形成稳定的过饱和溶液。
核形成是结晶过程中的一个重要步骤。
在溶液中,当溶质的浓度超过一定程度时,就会形成方式不同、形状不一致的小晶核。
核形成是由于溶质分子的聚集作用,使得分子在特定条件下形成有序结构的过程。
核形成的速度与生成晶核的能力成正比,与溶液中溶质浓度、温度、搅拌等因素也有关。
过饱和溶液中的晶核可以通过静置、搅拌等方式进行形成。
结晶生长是指晶核表面上的溶质分子逐渐沉积形成晶体的过程。
在溶液中,晶核吸附周围的溶质分子,产生晶体的生长。
晶体生长的速度取决于溶质浓度、温度、搅拌等条件。
如果晶体生长速度快,晶面生长较快,晶体形成的结晶多呈现出较大的晶粒。
而如果晶体生长速度慢,则晶面生长较慢,晶体形成的结晶多呈现出较小的晶粒。
在结晶生长过程中,晶体会与周围的溶液保持相互作用,溶液中的溶质会在晶体表面进行沉淀,使得晶体逐渐成长。
对于较复杂的结晶体系,还需要考虑诸如晶体转变、晶体纯化、晶体控制等因素。
高分子物理教学中“结晶”概念的讲解
高分子物理教学中“结晶”概念的讲解高分子物理是一门研究高分子化合物的物理性质的学科,它通过研究高分子物质的结构、形态、动力学等方面,来深入了解高分子材料的性质和特性。
在高分子物理教学中,“结晶”概念是重要的一环,下面将从结晶的定义、产生机理、结晶速率与温度的关系以及高分子材料的晶体学等方面展开具体讲解。
首先说到结晶的定义,结晶是指高分子材料形成经典晶体的过程。
当高分子材料分子间的相互作用力已经超过了它们热运动所带来的热能,高分子材料会进入有序排列的状态,形成晶格结构。
高分子晶体可以看成不规则的、类似于几何体的平面毡球,其在的视角应始终保持正平视图,且其空间结构是有序的,表现出X射线衍射图案中的对称性,一般采用点群和空间群的符号来描述。
其次是结晶的产生机理。
高分子材料的结晶过程是一个动静态平衡的过程。
高分子分子在流动条件下呈链状展开的结构,但当高分子分子间的距离小到一定程度时,它们之间的链的空间位置相对固定,形成了一种有序排列的结构,也就是一定形态规则的晶体结构。
加入一些摩擦、外界因素的干扰,可以促进高分子有序排列的形成,形成不同形态的结晶。
同时,高分子材料在冷却过程中也会产生结晶。
一般情况下,随着温度的降低,高分子材料中分子的平均热能降低,使有序结构出现的自由能减少,从而促进结晶的形成。
再来看一下结晶速率与温度的关系。
在高分子物理实验中发现,结晶速率与温度有关联,温度越高,结晶速率就越快。
这是因为高分子分子在高温下具有较大的热运动能量,能够脱离有序排列结构,使结晶难以形成;而在低温条件下,高分子的分子热运动减弱,分子的有序结构应变化较小,从而有助于结晶的加速。
最后是高分子材料的晶体学问题。
高分子材料的晶体学分析是高分子物理中的一个重要领域。
晶体学主要解决了三个问题:一是晶体结构的解析分析,即确定每个分子的精确定位;二是晶体之间的相互作用问题,即利用X射线衍射技术和化学方法来确定精确的空间结构;三是晶体中分子的对称问题,即晶体对称性的问题。
结晶原理的说明
结晶原理的说明结晶是一种物质从溶液或气体中形成具有有序排列的结晶体的过程。
在化学、地质、材料科学和生物学等领域,结晶都是一种重要的现象,常见于矿物、晶体管片、药物、化学品等物质的制备和研究中。
结晶的原理可概括为:过饱和和核晶生长。
过饱和是结晶过程的第一步。
当溶质从溶剂中溶解的过程中,溶液中的浓度会发生变化,当溶液中的浓度超过溶质在该温度下的饱和浓度时,即溶液处于过饱和状态。
此时,溶液中的溶质分子将不再保持均匀分布,并出现明显的聚集现象。
在过饱和状态下,溶液中的溶质分子会随机聚集形成微小颗粒,称之为晶核。
晶核的形成是结晶的起始点,其在溶液中的数量和大小决定了后续的结晶过程。
在浓度较高或条件适宜的情况下,晶核会进一步生长。
生长过程中,溶液中的溶质分子会逐渐加入到已有晶核表面,并排列成有序结构。
晶核周围的溶液分子会逐渐被消耗,使晶核逐渐增大,直到形成稳定的晶体。
结晶的过程是由于溶液中存在的过饱和度差引起的。
过饱和度差是指溶质分子在溶液中的浓度与溶质在溶液中的饱和浓度之间的差异。
当过饱和度差较大时,结晶过程会更容易发生,晶核的数量和生长速度也会增加。
结晶的过程受到多种因素的影响,包括溶液中的浓度、温度、压力、溶剂的选择、溶剂中杂质的存在、搅拌速度等。
这些因素会影响溶质在溶液中的溶解度和晶核生长的速度和形态,进而影响结晶的结果。
结晶是一种重要的分离和纯化技术,在化学工业中广泛应用。
通过控制结晶条件和结晶过程的参数,可以实现对溶质的选择性提纯。
此外,结晶还被用于制备材料,如生长半导体晶体管片和制备纯有机化合物等。
在药物领域,结晶技术也被用于制备药物晶体和改善药物的溶解性。
总之,结晶是一种物质从溶液或气体中形成具有有序排列的结晶体的过程,其基本原理是过饱和和晶核生长。
通过控制结晶条件和调节结晶过程的参数,可以实现对溶质的选择性提纯,并在各个领域得到广泛应用。
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Where Y= crystal yield (kg); W= weight of solvent present initially (kg);V= weight of solvent lost, either deliberately or unavoidably, by evaporation (kg per kg of original solvent); R= ratio of the molecular weights of solvate (e.g. hydrate) and unsolvated (e.g. anhydrous) solute; and C1,C2= initial and final solution concentrations, reapectively (kg of unsolvated solute per kg of solvent). 其中Y=结晶产率(kg);W=初始溶剂质量(kg);V=失去溶剂的质量, 蓄意的或不可避免的,通过蒸发(kg每kg初始溶剂);R=溶剂化(如水合 物)与非溶剂化(如无水的)溶质的分子量比值;C1,C2=相应的初始和最 终溶液浓度(kg非溶剂化溶质每kg 溶剂)。 The yield calculated from the above equation is the theoretical maximum on the assumptions (a) that C2 refers to the equilibrium saturation at the final temperature, and (b) that no solute is lost whenthe crystals are washed after being separated from the mother liquor. 由上式计算的产率是理论上的最大值,假设(a)C2表示最终温度下的平 b)当从母液中分离出来的晶体洗涤时没有溶质损失。
发部分溶剂以达到必要的过饱和以及晶体沉淀。 Cooling and evaporative techniques are widely used in industrial crystallization; the majority of the solute solvent systems of commercial importance can be processed by one or other of these methods. 冷却和蒸发技术广泛用于工业结晶。多数商业上重要的溶质溶 液系统可以使用这些方法的一种或另一种。
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One of the most common ways in which the supersaturation of liquid can be achieved is by means of a cooling process. 最常见的获得过饱和溶液的方法之一使通过冷却过程。 If the solubility of the solute in the solvent decreases with a decrease in temperature, some of the solute will be deposited on cooling; a slow controlled rate of cooling in an agitated system can result in the production of crystals of regular size. 如果溶液的溶解度随温度的降低而降低,冷却时一部分溶剂会 沉淀出来,对搅拌充分的系统的缓慢的控制的冷却速度能够得到 有规则尺寸的晶体。 The crystal yield may be slightly increased if some of the solvent evaporates during the cooling process. 。
Descriptions of many of the cooling and evaporating crystallisers commonly encountered are given later. 常用的冷却和蒸发结晶器将在后面给出。 The yield from a cooler or evaporator can be calculated from the generalequation: 冷却和蒸发的产率可由下式计算:
• supersaturation • deposition • evaporator • homologue • acetanilide • methyl acetanilide • metastable • mesh • mother liquor
使饱和(现象) 沉淀,沉淀物 (食物干燥)蒸发器 同系物,同源染色体,相应物 乙酰苯胺,退热冰 甲基乙酰苯胺 亚稳的,准稳的 筛眼,每平方英寸的网孔(筛眼)数 母液
If the solubility characteristics of the solute in the solvent are such that there is little change with a reduction in temperature, some of the solvent mey have to be deliberately evaporated from the system in order to effect the necessary supersaturation and crystal deposition.
Conventional distillation techniques cannot separate efficiently close-boilingliquids or those that from azeotropes, yet crystallization may often lead to their complete separation. 传统的蒸馏技术不能有效的分离沸点接近的液体或共沸 混合物,而结晶常常可以使它们完全分开。 There is evidence that the petroleum industry if now turning its attention to crystallisation techniques to deal with difficult separations. 有证据表明石油工业已经将注意力转向结晶技术以堆肥困 难的分离。
During a crystallization operation the accidental production of nuclei (false grain) must be avoided at all costs; the solution must never be allowed to become labile. 在结晶过程中必须不惜任何代价避免副产物(细糖晶粒)的产生;决 不能让溶液变得不稳定。 The deliberate addition of carefully selected seeds, however, is permitted so long as thedeposition of crystalline matter takes place on these nuclei only. 蓄意添加物,即精心选择的晶种,只要结晶沉淀仅在这些晶核上发生 就是允许的。 The seeds should be dispersed uniformly throughout the solution by means of gentle agitation; and if the temperature is carefully regulated, considerable control is possible over the final product size. 通过缓缓搅拌是晶种在溶液中均匀分散,如果仔细控制温度,则对最 终产品尺寸进行相当程度的控制是可能的。
The methods available for crystallization are many and varied. 适用于分离的方法很多也各不相同。 Crystals can be grown from the liquid or the vapor phase, but in all cases the state of supersaturation has first to be achieved. 晶体可以在液体或气态中生成,但在所有的情况下都必须首先 达到过饱和。 The way in which supersaturation is produced depends on the characteristics of the crystallizing system; some solutes are readily deposited from their solutions merely by cooling, while others have to be evaporated to a more concentrated form. 达到过饱和的方法取决于晶体系的性质;有些溶液仅通过冷却 就很容易从它们的溶液中沉淀,而另一些需要经过蒸发达到更高 浓度。
Crystallisation ranks high in the list of industrial processes devoted to the production of pure chemicals. 结晶在化工过程中占据重要地位是由于生产纯化学品的需 要。 Apart from the fact that its final product has an attractive appearance, srystallisation frequently proves to be the cheapest and sometimes the easiest way in which a pure substance can be produced from an impure solution. 除了制得的最终产品在外观上更具有吸引力的事实之外, 结晶常被证明是最廉价、有时也是做简便的从不纯溶液中准 备纯物质的方法。