物质的结晶课件

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第12章结晶过程ppt课件

结晶过程中，晶面生长速率的影响因素有两类，
1)晶体内部单元对晶面的各种应力；它是由晶体内部结构决定的，一般不易改变。 2)晶面与周围环境的各种作用，如界面粘度、界面张力、表面能、界面分子对周围环境中分子的作用力等。在实验和生产中较易改变和控制的。最有效和简便的手段是改变溶剂或往结晶母液中加入某些特定的添加剂。
四、溶液的过饱和与介稳区
结晶过程应尽量控制在介稳区内进行，以得到平均粒度较大的结晶产品，避免产生过多晶核而影响最终产品的粒度。
超溶解度曲线正溶解度特性的溶解度曲线不稳区能自发产生晶核。介稳区不会自发地产生晶核。
稳定区不可能进行结晶溶液的过饱和与超溶解度曲线
3 结晶过程的动力学
一、结晶成核动力学晶核:过饱和溶液中新生成的微小晶体粒子，是晶体生长过程的核心。晶核的大小粗估为数十纳米至几微米。
晶体的均匀性：晶体中每一宏观质点的物理性质和化学组成以及内部晶格都相同的特性。晶体的这个特性保证了工业生产中晶体产品的高纯度。
一、晶体结构与特性
各向异性：晶体的几何特性及物理效应常随方向的不同而表现出数量上的差异的性质。
晶格：构成晶体的微观质点在空间中按三维空间点阵规律排列，各质点间在力的作用下，使质点得以维持在固定的平衡位置，彼此之间保持一定距离的结构。晶形：晶体的宏观外部形状，它受结晶条件或所处的物理环境的影响比较大，对于同一种物质，即使基本晶系不变，晶形也可能不同，如六方晶体，它可以是短粗形、细长形或带有六角的薄片状，甚至旱多棱针状。
在过饱和溶液中，只有大于临界粒径的晶核才能生存并继续生长，小于此值的粒子则会溶解消失。非均相初级成核：在工业结晶器中发生均相初级成核的机会比较少，实际上溶液中有外来固体物质颗粒，如大气中的灰尘或其他人为引入的固体粒子，在非均相过饱和溶液中自发产生晶核的过程。这些外来杂质粒子对初级成核过程有诱导作用，非均相成核可在比均相成核更低的过饱和度下发生。

5-物质的分离与提纯(结晶)

请根据以上流程，回答相关问题： (1) 操作①是________；
操作②是________；操作③是_____ ；操作④所需要的玻璃仪器有_____________________。 (2) 参照如图所示溶解度曲线，欲得到较纯净的氯化钾晶体需用少量的________(填“热水”或“冷水”)洗涤固体________(填“A”或“B”)。 (3)在实验室常用减压的方法进行过滤，俗称抽滤，试猜想这种
(2)简述此工艺可制得氯化铵的原因：
。
K2SO4的溶解度随温度升高变化不大，且高温时溶解度最小，故蒸发浓缩时K2SO4最先达到饱和析出，又因 NH4Cl的溶解度随温度变化最大且高温时溶解度大，冷却时析出大量晶体。
(3)制得的氯化铵中常伴有__K_2_S_O__4 _析出，原因是： __降__温__前__K_2_S_O_4_已__达__饱__和__，__降__温__过__程__中__K__2S_O__4_的__溶__解__度__会___ __减__小__，__析__出__少__量__晶__体____。
蒸发溶液直至有晶膜出现→停止加热→降温结晶→过滤
归纳：结晶法制备物质的一般流程：
反应器中合成制备反应实验
结晶
分离
洗涤
干燥
从溶液中分离晶体的方法：过滤、抽滤、倾析法等。
例2、以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流
程。
MnO2 粉碎 KOH I KMnO4 II
··· K2MnO4 CO2
NaNO3 80.5 175
KNO3 21.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 246
NaCl 35.7 39.1
KCl 31.0 56.6
某同学设计用物质的量之比为1∶1的硝酸钠和氯化钾为原料，加入一定量的水制取硝酸钾的实验，其流程如下图所示：

中药化学九单元结晶PPT课件

•
也称为饱和浓度。
•
该状态的溶液称为饱和溶液。
•
• 影响物质的溶解度的因素： • 物质的化学性质 • pH值 • 温度 • 溶剂的种类 • 溶剂的组成 • 离子强度
•
•
当某一物质在特定的溶剂中溶解时，
其溶解度主要随pH值、温度而变化。
•
大多数物质的溶解度随温度的升高
而增大。
•
也有一些物质对温度不敏感。
•
ln C / C* =2Mσ/ RTρr =lnS
• 过饱和度与颗粒大小的关系：
•
过饱和度越大，颗粒直径越小。
•
若某溶液中同时存在大小不同的诸
多颗粒，则经过一段时间之后，小颗粒溶
质逐渐消失，而大颗粒溶质逐渐粗大整齐，
这就是结晶操作中的养晶过程。
• 过饱和溶液的形成
•
结晶的首要条件是溶液处于过饱和状态，
（1）晶体的自范性。
晶体具有自发地生长成为结晶多面体的可能性，即晶体常以平面作为与周围的分界面，这种性质称为晶体的自范性。
•
晶体为化学性质均一的固体，且具有规则的晶型。晶体在形成过程中，其分子、原子或离子按一定方式排列，形成有规则的多面体外形，称为结晶多面体。
• （2）晶体的均匀性
•
晶体中每一宏观质点的物理性质和
物质的分离与纯化。
•
重结晶的关键是选择适合的溶剂。
• 杂质产生的原因主要包括：
•
某些杂质与产物的溶解度相近，产生
共结晶现象；
•
有些杂质会被结合到产品的晶格中；
•
因洗涤不完全，而使晶体上带有母液
和杂质。
• 结晶操作：
• 溶剂的选择 • 操作过程 • 结晶条件的控制

浙教版九年级科学课件—物质在水中的结晶

原来是这样的！
从两种物质的溶解度随温度的变化情况可知道：氯化钠的溶解度随着温度的升高变化不大，要获得氯化钠晶体不宜采用冷却热的饱和溶液的方法，而要采取蒸发溶剂的方法，所以夏天晒盐（蒸发其中的溶剂）。而纯碱的溶解度随着温度的升高而显著增大，宜采用冷却饱和溶液的方法获得晶体，所以冬天捞碱。
2、晶体有规则的几何外形，非晶体没有规则的几何外形。
你知道我们所吃的食盐是从哪里来的吗？
二、晶体的形成：
1、通过蒸发溶剂获得晶体。
实验
1、配制一杯70℃的硫酸铜饱和溶液。 2、利用滴管吸取一滴硫酸铜饱和溶液，滴在凹穴玻片上。
3、仔细观察，有无晶体出现？
二、晶体的形成：
1、通过蒸发溶剂获得晶体。
第 8 节物质在水中的结晶
一、晶体和非晶体
1、晶体有一定的熔点和凝固点，非晶体没有一定的熔点和凝固点。
晶体
晶体有规则的几何外形
金
食
刚
盐
石
晶
体
冰
的
紫
结
水
晶
晶
体
非晶体没有规则的几何外形
沥
松
青
香
聚
有
乙
机
烯
玻
璃
第 8 节物质在水中的结晶
一、晶体和非晶体
1、晶体有一定的熔点和凝固点，非晶体没有一定的熔点和凝固点。
2、通过冷却热的饱和溶液得到晶体。
讨论：
43.9
氯化钠和纯碱在不同温度下的溶解度
温度/℃ 0 10 20 40 60 80 100
氯化钠/ 35.7 35.8 36 克
温度/℃ 0 10 20
36.6 37.3 38.4 39.8 30 … … 90

初中化学认识结晶

初中化学认识结晶
结晶是指溶液中溶解物质逐渐聚集形成晶体的过程。

当溶液中某种溶解物质的溶解度超过饱和度时，溶解物质会逐渐聚集形成微小晶体，逐渐生长并排列成规则的晶体结构，这个过程就是结晶。

结晶是物质从无序状态向有序状态转变的过程，具有稳定性和周期性。

结晶的物质通常具有特定的形状、硬度和透明度，可以通过显微镜和X射线衍射等手段观察到其晶体结构。

结晶是由于溶液中溶解物质的浓度超过其饱和度而形成的。

当溶液中溶质浓度超过饱和浓度时，就会超过物质在该温度下的溶解度，溶质会逐渐凝固形成晶体。

结晶的速度受到温度、浓度、溶剂选择及搅拌等因素的影响。

结晶是化学实验中常用的分离纯化技术。

通过控制温度、浓度和溶剂等条件，可以使溶解物质结晶出来，从而分离出纯净的溶质。

结晶也可以用于纯化药物、制备化学试剂和研究晶体结构等领域。

物质的结晶

物质的结晶1、结晶是溶液中无法再溶解的固体物质从溶液中析出的过程，析出的固体称为。

结晶后余下的液体叫做母液。

结晶通常有两种方法，即结晶和结晶。

（1）蒸发溶剂结晶溶液由溶质和溶剂两部分组成，当把溶剂蒸发了，晶体（固体溶质）也就结晶出来了。

（2）冷却热饱和溶液结晶一般的物质随着温度的升高，溶解度也会增大，所以当把热的饱和溶液降温时，由于溶解度的减小，有一部分溶质就结晶出来了。

结晶方法的应用1. 将溶解度受温度影响变化大的固体溶质从其水溶液中析出（如将硝酸钾从其水溶液中析出），一般采用冷却热饱和溶液（降温结晶）的方法。

步骤：加热硝酸钾溶液至饱和，再冷却至室温，然后就有大量的晶体析出。

2. 将溶解度受温度影响变化不大的固体溶质从其水溶液中析出（如将氯化钠固体从其水溶液中析出），一般采用蒸发溶剂（蒸发结晶）的方法。

步骤：将氯化钠溶液加热使水蒸发，至出现大量固体时停止加热。

3. 溶解度受温度影响很大的固体中混有少量溶解度受温度影响较小的固体（如硝酸钾中混有少量氯化钠），采用降温结晶的方法。

步骤：将固体溶于水，然后加热蒸发至出现少量晶体析出后冷却至常温，大部分硝酸钾晶体结晶析出，而氯化钠仍留在剩余溶液中。

4. 溶解度受温度影响不大的固体中有混有少量溶解度受温度影响很大的固体（如氯化钠中混有少量硝酸钾），采用蒸发结晶的方法。

步骤：将固体溶于水，然后加热蒸发至出现一些固体时，趁热过滤出氯化钠晶体，硝酸钾仍留在剩余溶液中。

其他几种常用的分离方法1. 水的净化方法水的净化方法通常有沉淀法、、蒸馏法。

（1）沉淀法：在水中加入明矾或活性炭等，搅拌后静置，使水中的悬浮杂质凝聚成较大颗粒而沉淀下来。

（2）过滤法：根据物质的溶解性的不同，用于除去液体中混有的不溶性固体杂质的方法。

①过滤装置：如图所示。

②过滤的操作要领：“一贴”：滤纸紧贴，中间不留气泡。

“二低”：滤纸边缘低于漏斗口，滤液液面滤纸边缘。

“三靠”：烧杯紧靠玻璃棒，玻璃棒末端轻靠在有三层滤纸的一侧，漏斗下端紧靠烧杯内壁。

1.8物质在水中的结晶

有水硫酸钙)、六水氯化钴。没有结晶水：如食盐、硝酸钾和硫酸钡。十水碳酸钠(纯碱)晶体等易失水风化。氯化钙、氯化镁和氢氧化钠易吸水潮解。无水硫酸铜粉末是白色的，遇水会变成蓝色的硫酸铜晶体(或溶液)。无水氯化钴是蓝色的，遇水变成红色。可用无水硫酸铜粉末来鉴别酒精中有无水。
思考题
将一块形状不规则的硫酸铜晶体投入一杯饱和硫酸铜溶液中，条件不变放置一段时间后，硫酸铜的形状和质量有何变化？
晶体的形成方法1：蒸发溶剂适用于所有的饱和溶液方法2：冷却热饱和溶液适用于溶解度随温度的升高而增大的饱和溶液思考：这两种方法是不是适合所有物质晶体的获得？
想一想，对于硝酸钠溶液和氢氧化钙溶液能不能用冷却热饱和溶液的方法来得到晶体。
――硝酸钠可以，氢氧化钙不可以。
3、事实上，在生活生产中人们通常是将两种方法综合起来使用，也就是先通过加热使溶液浓缩（减少溶剂），再将溶液冷却（降低温度），使溶液中的物质结晶析出。
盐晶体
云母晶体
石膏
方解石
观察展示的各种晶体。再展示几种非晶体物质，如硫磺粉、红磷、蔗糖等，观察。
有何发现？
晶体都具有规则的几何形状；
不同的晶体具有不同的形状。
各种晶体
晶体：食盐、明矾、水晶、金属等
固体
晶体特点：形状规则，固定熔点。
非晶体：玻璃、橡胶、塑料、蜡烛、松香等
非晶体特点：形状不规则，没有固定的熔点和凝固点。
T1
T2 温度(℃)
思考题
如何将10克硝酸钾与2克食盐的固体混合物分离？
溶200 解度190
180 170 160
g
/
硝酸铵

八年级科学物质在水中的结晶

溶解度概念
溶解度是指在一定温度和压力下，溶质在溶剂中的最大溶解量。通常以溶质在100克溶剂中所能溶解的最大克数来表示。溶解度受温度、压力、溶质和溶剂性质等因素的影响。
结晶过程及结晶条件
结晶过程
结晶是溶质从溶液中析出的过程。当溶液达到饱和或过饱和状态时，溶质分子或离子会相互聚集，形成晶核并逐渐长大成为晶体。结晶过程包括晶核形成和晶体生长两个阶段。
药物的合成
在药物合成中，结晶是常用的分离和纯化方法，可以得到高纯度的药物。
拓展：其他溶液中的结晶现象
有机溶剂中的结晶
超临界流体中的结晶
除了水之外，许多有机溶剂也可以作为结晶的介质，如乙醇、丙酮等。在这些溶剂中，物质也可以形成晶体。
超临界流体是一种介于气体和液体之间的状态，具有独特的物理化学性质。在超临界流体中，物质也可以形成晶体。
八年级科学物质在水中的结晶
目录
• 物质在水中的结晶现象 • 物质在水中的溶解与结晶 • 影响物质在水中结晶的因素
目录
• 物质在水中结晶的实验探究 • 物质在水中结晶的应用与拓展
01
物质在水中的结晶现象
结晶现象的定义与分类
结晶现象的定义
物质从液态或气态转变为固态的过程，通过分子、离子或原子在三维空间上按一定规律排列形成晶体。
得出结论
物质在水中的结晶过程受到温度、溶解度等因素的影响。通过控制这些条件，可以得到不同大小和形状的晶体。同时，实验结果也验证了物质在水中结晶的原理和方法。
05
物质在水中结晶的应用与拓展
结晶在生活中的应用举例
01
02
03
食盐的结晶
食盐是生活中常见的结晶物质，通过蒸发海水或盐湖水，可以得到食盐晶体。

化工原理-结晶课件

3.杂质的影响
u一般对晶核的形成有抑制作用
u对晶体的成长速率的影响较为复杂，有的杂质能抑制晶体的成长，有的能促进成长。
13
(五) 工业结晶方法与设备
一、结晶方法分类 (1)冷却结晶 (2)移除部分溶剂结晶
二、工业结晶器
真空式结晶器
14
15
10
MSZW(no solids)
超溶解度曲线
不稳区
C ED
介稳区宽度MSZW
B A (with solids)
溶解度曲线稳定区
浓度
温度
溶液的过饱和与超溶解度曲线
• 在稳定区(不饱和区)晶体的成核和生长不会产生，也就是，溶质溶解，不会从溶液中结晶出来;
• 在介稳区，自发成核不会产生，但当晶种存在时，二次成核、晶体的生长会发生;
的一种重要的分离方法。
例如：
岩白菜素(溶液)
加热蒸发
岩白菜素(饱和液)
①降温 ②蒸发溶剂
溶液结晶岩白菜素(晶体)
苯甲酸－萘(混熔物) 降温
苯甲酸(晶体)+ 混熔物
硫(固体)
加热升华
降温
硫(蒸气)
硫(结晶)
3
2.结晶操作的类型
熔融结晶
溶液结晶
结晶
F还可分为间歇式和连续式。
F还分为无搅拌式和有搅拌式。
化工原理
结晶
1
结晶
结晶的基本概念
相平衡与溶解度
溶液的过饱和与介稳区
结晶机理与动力学
工业结晶方法与设备
2
(一) 结晶的基本概念
1.什么是结晶
所谓结晶是指物质以晶体的状态从溶液、熔融混合物或蒸气中析出的过程称为结晶(crystallization)，结晶是生物化工生产中，获得纯固态物质

第九章蒸发和结晶PPT课件

但与一般的传热过程比较，蒸发过程又具有其自身的特点，主要表现在：（1）溶液沸点升高被蒸发的料液是含有非挥发性溶质的溶液，由拉乌尔定律可知，在相同的温度下，溶液的蒸汽压低于纯溶剂的蒸气压。换言之，在相同压力下，溶液的沸点高于纯溶剂的沸点。因此，当加热蒸汽温度一定，蒸发溶液时的传热温度差要小于蒸发溶剂时的温度差。溶液的浓度越高，这种影响也越显著。在进行蒸发设备的计算时，必须考虑溶液沸点上升的这种影响。
列文蒸发器的优点是循环速度大，传热效果好，由于溶液在加热管中不沸腾，可以避免在加热管中析出晶体，故适用于处理有晶体析出或易结垢的溶液。其缺点力大，故要求加热蒸汽的压力较高。
编辑版pppt
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编辑版pppt
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e.强制循环蒸发器
上述各种蒸发器均为自然循环型蒸发器，即靠加热管与循环管内溶液的密度差引起溶液的循环，这种循环速度一般都比较低，不宜处理粘度大、易结垢及有大量析出结晶的溶液。对于这类溶液的蒸发，可采用图片所示的强制循环型蒸发器。这种蒸发器是利用外加动力（循环泵）使溶液沿一定方向作高速循环流动。循环速度的大小可通过调节泵的流量来控制。一般循环速度在2.5m/s以上。
编辑版pppt
8
第二节单效蒸发与真空蒸发
一、单效蒸发设计计算确定水的蒸发量；
二次蒸汽 W,T’,H’
加热蒸汽消耗量；
原料
蒸发器所需传热面积 1、蒸发水量的计算
对蒸发器进行溶质物料衡算
F,w0, t0 ,c0 ,h0
加热蒸汽
加热室
冷凝液
D,Ts,hc
F0w (FW )w 1L1w D,Ts,H
得水的蒸发量：完成液浓度：
11
第三节多效蒸发
如前所述，若把蒸发产生的二次蒸气引至另一操作压力较低的蒸发器作为加热蒸气，并把若干个蒸发器串联组合使用，这种操作称为多效蒸发。根据溶液与二次蒸气的流向，可有不同的加料方法与相应的流程。以三效为例，可以四种流程：

第二章纯金属的结晶ppt课件

分开，没有过渡层。光学显微镜下，光滑界面由了若
干曲折的小平面构成，所以又称小平面界面。
b. 粗糙界面 (Rough interface)：原子尺度下，界面两侧有几
个原子层厚度的过渡层，固液原子犬牙交错排列。光学
显微镜下，这类界面是平直的，所以又称非小平面界面。
42
2.5 晶核的长大
界面结构
光滑界面
液态金属中不仅存在结构起伏，而且存在能量起伏，也即
液态金属不同区域内的自由能也并不相同，因此形核功可
通过体系的能量起伏来提供。当体系中某一区域的高能原
子附着在临界晶核上，将释放一部分能量，一个稳定的晶
核即可形成。
34
2.4 晶核的形成
形核率 (Nucleation rate)
单位时间在单位体积液体内形成晶核的数目称为形核率。
22
2.3 金属结晶的结构条件
液态金属相起伏的特点
23
2.4 晶核的形成
前面谈到了结晶的热力学条件和结构条件。但事实上，
许多过冷液体并不立即发生凝固结晶。如液态高纯Sn过
冷5~20℃时，经很长时间还不会凝固。说明凝固过程还
存在某种障碍。
因此，还必须进一步研究凝固过程究竟如
何进行的（机理问题）？进行的速度如何
靠液态金属的能量变化，由晶胚直接形核的过程。
非均匀形核：又称异质形核或非自发形核。是指依附液体中现有固
体杂质或容器表面形成晶核的过程。实际液态金属中，总有或多或
少的杂质，晶胚总是依附于这些杂质质点上形成晶核，实际的结晶
过程主要是按非均匀形核方式进行。
25
2.4 晶核的形成
均匀形核 (Homogeneous nucleation)
作用。