第三章 沉淀与结晶
结晶和沉淀的异同点
结晶和沉淀的异同点
结晶和沉淀是化学过程中常见的现象，它们的异同点如下：
1. 异同点：形成过程不同。
结晶是溶液中溶质由于溶液浓度变高而从溶液中析出的过程；而沉淀是溶液中溶质由于受到外界条件改变（如温度、浓度、溶剂等）而形成固体颗粒的过程。
2. 异同点：形成物质不同。
结晶形成纯净的晶体物质，具有规则结构和形态；沉淀形成的物质则多为杂质或不纯的物质，没有明显的形态和结构。
3. 异同点：溶解度的影响。
结晶过程是由于溶液中溶质的溶解度随温度或浓度变化而将过饱和溶液中的溶质析出；而沉淀过程是由于溶解度随外界条件变化而溶液中的溶质过饱和而形成固体颗粒。
4. 异同点：效果不同。
结晶可以用于分离纯化溶液中的溶质；而沉淀可以用于去除溶液中的杂质或制备固体产物。
总的来说，结晶和沉淀的不同之处主要在于形成过程、形成物质、溶解度的影响和效果等方面。
固相析出分离技术
第一篇技术篇第三章固相析出分离技术第一节概述生物工业的最终产品许多是以固体形态出现的。
通过加入某种试剂或改变溶液条件，使生化产物以固体形式从溶液中沉淀析出的分离纯化技术称为固相析出技术。
由于固相析出技术操作简单、成本低、浓缩倍数高，所以广泛应用于生物产品的分离纯化过程中。
固体产品可分为结晶形和无定形两种形态。
在工业生产中，蔗糖、食盐、氨基酸、柠檬酸的最终产品一般都是结晶形物质；而淀粉、酶制剂、蛋白质和某些喷雾干燥获得的产品一般都是无定形物质。
在固相析出过程中，析出物为晶体时称为结晶法；析出物为无定形固体时称为沉淀法。
常用的沉淀法主要有盐析法、有机溶剂沉淀法和等电点沉淀法等。
沉淀和结晶在本质上同属于一种过程，都是新相析出的过程。
两者的区别在于构成单位(原子、分子或离子)的排列方式不同。
结晶形物质构成单位的排列方式是规则的，而无定形物质构成单位的排列是不规则的。
在条件变化缓慢时，溶质分子具有足够时间进行排列，有利于结晶的形成；相反，当条件变化剧烈，强迫快速析出，溶质分子来不及排列就析出，结果形成无定形沉淀。
沉淀法具有浓缩与分离的双重效果，但所得的沉淀物可能聚集有多种物质，或含有大量的盐类，或包裹着溶剂。
由于只有同类原子、分子或离子才能排列成晶体，所以结晶法析出的晶体纯度比较高，但结晶法只有目的物达到一定的纯度后，才能收到良好的效果。
第二节盐析法学习目标1. 掌握盐析法的原理、特点及其影响因素。
2. 掌握盐析法的具体操作方法及其注意事项。
3. 能够熟练地进行盐析操作。
一、基本原理在高浓度中性盐存在的情况下，蛋白质等生物大分子在水溶液中的溶解度降低并沉淀析出的现象称为盐析。
盐析沉淀法简称盐析法。
蛋白质，多肽、多糖和核酸等生物大分子都可以用盐析法进行分离。
例如：20％～40％饱和度的硫酸铵可以使许多病毒沉淀；43％饱和度的硫酸胺可以使DNA和rRNA沉淀。
但盐析法应用最广的还是在蛋白质领域，其突出优点是：成本低、不需特殊设备、操作简单、安全、应用范围广、对许多生物活性物质具有稳定作用。
沉淀分离法1
§3-1 概 述
三、沉淀的类型
1. 晶形沉淀
d ＞ 0.1 m
颗粒大, 结构紧密,体积小, 杂质少, 易过滤洗涤。 如BaSO4、草酸钙等。 2.无定形沉淀
d < 0.02 m
3.凝乳状沉淀
d: 0.02 ~ 0.1 m
含水多, 结构疏松,体积大, 杂质多, 难过滤洗涤。 如 Fe2O3•xH2O等
也能生长。将一颗小 的现成的硫酸铜晶体 悬着浸入其饱和溶液 中,晶体会缓慢地 “生长”。如果在烧 杯中继续倒入饱和硫 酸铜溶液，则结晶体 的增长会持续几周甚 至几个月。你将会得 到一颗美丽的大晶体。
§3-1 概 述
无论是晶形沉淀还是非晶形沉淀，当粒子非常细 小时（1～100μm）就变成胶体，胶体溶液很难过 滤。 为使胶体溶液较易过滤，可在溶胶中加入一定的 电解质，夺取胶体粒子周围的水分可促进凝结。
如：亚砷酸水溶液中，通入H2S生成的As2S3 ，很 难过滤，加入HCl或NaCl等电解质，过滤就容易 多了。
§3-1 概 述
六、沉淀分离法的类型：
无机沉淀剂分离法、有机沉淀剂分离分含量极微时，多采用共沉淀分离法
沉淀的纯度
分类
沉 淀 分 离 法
溶解度 S ( mol· L-1 或 g /100g水）
溶度积
BaSO 4 (s)
溶解 沉淀
Ba (aq) SO (aq)
2 2 4
2
2 4
Ksp (BaSO 4 ) c(Ba ) c(SO )
Ksp — 溶度积常数,简称溶度积
An Bm (s) nA (aq) mB (aq)
2 3
S 3
K sp 4
例：K sp (Ag2 CrO4 ) 1.1 10 S 3
蛋白质的沉淀与结晶
蛋白质的沉淀于结晶摘要：文章重点阐述了关于蛋白质分离纯化中的沉淀与结晶这两种方法。
通过分别对这两种方法的概念、原理以及操作的中的一些注意事项的阐述，使蛋白质分离工作者可以有一个较全面的参考。
关键词：蛋白质沉淀结晶1.沉淀沉淀是溶液中的溶质由液相变成固相析出的过程。
沉淀技术操作简便，成本低廉，不仅用于实验室中，也用于某些生产目的的制备过程，是分离纯化生物大分子，特别是制备蛋白质和酶时最常用的方法。
通过沉淀，将目的生物大分子转入固相沉淀或留在液相，而与杂质得到初步的分离。
沉淀的基本原理是根据不同物质在溶剂中的溶解度不同而达到分离的目的，不同溶解度的产生是由于溶质分子之间及溶质与溶剂分子之间亲和力的差异而引起的，溶解度的大小与溶质和溶剂的化学性质及结构有关，溶剂组分的改变或加入某些沉淀剂以及改变溶液的pH值、离子强度和极性都会使溶质的溶解度产生明显的改变。
下面介绍几种蛋白质沉淀的方法：1.1.中性盐沉淀中性盐沉淀是在溶液中加入中性盐使生物大分子沉淀析出的过程，称为“盐析”。
除了蛋白质和酶以外，多肽、多糖和核酸等都可以用盐析法进行沉淀分离，20％～40％饱和度的硫酸铵可以使许多病毒沉淀，43％饱和度的硫酸铵可以使DNA和rRNA沉淀，而tRNA保留在上清。
盐析法应用最广的还是在蛋白质领域，已有八十多年的历史，其突出的优点是：成本低，不需要特别昂贵的设备；操作简单、安全；对许多生物活性物质具有稳定作用。
1.1.1.中性盐沉淀蛋白质的基本原理蛋白质和酶均易溶于水，因为该分子的－COOH、－NH2和－OH 都是亲水基团，这些基团与极性水分子相互作用形成水化层，包围于蛋白质分子周围形成1nm～100nm 颗粒的亲水胶体，削弱了蛋白质分子之间的作用力，蛋白质分子表面极性基团越多，水化层越厚，蛋白质分子与溶剂分子之间的亲和力越大，因而溶解度也越大。
亲水胶体在水中的稳定因素有两个：即电荷和水膜。
因为中性盐的亲水性大于蛋白质和酶分子的亲水性，所以加入大量中性盐后，夺走了水分子，破坏了水膜，暴露出疏水区域，同时又中和了电荷，破坏了亲水胶体，蛋白质分子即形成沉淀。
第三章-天然药物化学成分一般分离方法
主观题 10分
两相溶剂萃取法是根据什么原理进行的？在实际 工作中如何选择溶剂？
正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂
作答
主观题 10分 实验室简单萃取操作时要注意哪些问题？
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作答
主观题 10分 萃取操作中若已发生乳化，应如何处理？
正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂
但是一般情况下重结晶溶剂的选择，与“相似相溶” 有点背道而驰，大极性的物质，用中等极性的溶剂结晶； 小极性的东西，用大极性的溶剂。有一半以上的情况是适 合的。
了解上面的知识我们再根据杂质的物理性质确定合适 的溶剂。
• 物质的类别 •烃 • 卤代烃 • 腈酮 • 酚酰胺 • 羧酸磺酸盐
溶解度大的溶剂 烃、醚、卤代烃 醚， 胺，酯，酯硝基化合物 醇、二氧六烷 醇、水醇 水
可进行两相溶剂萃取的组合
必须是水和亲脂性有机溶剂 之间才可进行两相溶剂萃取
强亲脂性有机溶剂（石油醚、乙醚、氯仿）：强亲脂性成分 氯仿-乙醇 ：中等极性成分中较小极性 醋酸乙酯：中等极性成分中极性居中
正丁醇：中等极性成分中极性较大 丙酮、乙醇、甲醇：亲水性成分 水：强亲水性成分
成果：会选择合适的萃取液
用于结晶和重结晶的常用溶剂有：水、甲醇、乙醇、 异丙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、二氧六环、石油醚等。 此外四氯化碳、苯、甲苯、硝基甲烷、乙醚、二甲基甲酰 胺、二甲亚砜等也常使用。
（二）、溶剂的选择思路
在选择溶剂时必须了解欲纯化的化学物质的结构，因 为溶质往往易溶于与其结构相近的溶剂中―“相似相溶” 原理。极性物质易溶于极性溶剂，而难溶于非极性溶剂中； 相反，非极性物质易溶于非极性溶剂，而难溶于极性溶剂。
酸提（溶）碱沉法：碱性化合物如生物碱
生物分离工程复习
生物分离工程复习题第一章导论一解释名词生物下游加工过程（生物分离工程），生物加工过程二简答题1 生物产品与普通化工产品分离过程有何不同？（生物下游加工过程特点是什么？生物分离工程的特点是什么？）2 生物分离工程在生物技术中的地位？3 分离效率评价的主要标准有哪些？各有什么意义？4 生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？（简述或图示分离工程一般流程及基本操作单元）5 在设计下游分离过程前，必须考虑哪些问题方能确保我们所设计的工艺过程最为经济、可靠？6 下游加工过程的发展趋势有哪些方面？7 纯化生物产品的得率是如何计算的？若每一步纯化产物得率为90%，共6步纯化得到符合要求产品，其总收率是多少？第二章发酵液预处理一解释名词凝聚，絮凝，凝聚剂，过滤，离心，细胞破碎，包含体二简答题1 为什么要进行发酵液的预处理？常用处理方法有哪几种？2 凝集与絮凝过程有何区别？如何将两者结合使用？常用的絮凝剂有哪些？3 发酵液预处理中凝聚剂主要起什么作用？絮凝机理是什么？4 细胞破碎的方法包括哪几类？工业上常用的方法有哪些？为什么？5 沉降与离心的异同？6 离心设备可分为哪两大类？按分离因子Fr不同，离心机一般分为哪几类？7 常用的离心沉降设备有哪些？常用的过滤设备有哪些？8 固-液分离主要包括哪些方法和设备？9 试比较固液分离中过滤和离心分离技术的特点。
10 高压匀浆与高速珠磨破碎法各有哪些优缺点？11 比较工业常用的过滤设备优缺点。
离心与过滤各有什么优缺点？第三章沉淀与结晶一解释名词沉淀，结晶，盐析，盐溶，盐析结晶，盐析沉淀，硫酸铵饱和度，晶种，晶核，晶型, 饱和溶液，过饱和溶液，饱和度二简答题1 根据加入沉淀剂的不同沉淀分离主要包括哪几类？）2 常用的蛋白质沉淀方法有哪些？有机溶剂沉淀蛋白质的机理什么？用乙醇沉淀蛋白质时应注意哪些事项？3 影响盐析的主要因素有哪些？在工艺设计中如何应用？4 如何确定盐析过程中需要加入硫酸铵的量？5 简述有机溶剂沉淀的原理。
名酒的酒石酸结晶与沉淀解析
名酒的酒石酸结晶与沉淀解析名酒作为一种文化传承和精神寄托的象征，引领着酒文化的发展。
在名酒的制作过程中，酒石酸结晶与沉淀是一个重要的环节。
本文将对名酒的酒石酸结晶与沉淀进行深入分析，以便更好地理解这一过程。
一、名酒的酒石酸结晶酒石酸结晶是名酒制作过程中的一种常见现象。
酒石酸是一种有机酸，它主要存在于葡萄中，并通过发酵过程释放出来。
当酒液中的酒石酸达到一定浓度时，就会形成晶体，称为酒石酸结晶。
酒石酸结晶给酒品带来了一种独特的口感和口感。
它可以增加酒的酸度和清凉感，使得酒更加爽口。
同时，酒石酸结晶还对酒的防腐性能有一定的提升作用，延长了酒的保质期。
因此，在名酒制作过程中，控制酒石酸结晶的形成是非常关键的。
二、名酒的酒石酸沉淀除了酒石酸结晶外，酒石酸还可以以溶解的形式存在于酒液中。
当酒液中的酒石酸浓度超过饱和度时，就会发生酒石酸沉淀的现象。
酒石酸沉淀通常发生在酒的贮存过程中。
由于温度和湿度的变化，酒液中的酒石酸逐渐失去溶解能力，形成微小的沉淀物。
这些沉淀物不仅会影响酒液的透明度和色泽，还会影响酒的风味和口感。
因此，在名酒贮存和酿造过程中，控制酒石酸的沉淀是至关重要的。
三、控制酒石酸结晶与沉淀的方法为了控制酒石酸结晶与沉淀，名酒制作过程中采用了一系列的技术与方法。
首先，控制酿酒原料的酒石酸含量是关键。
选择富含酒石酸的葡萄品种，控制发酵过程中的温度和酸度，可以有效减少酒石酸的结晶和沉淀。
其次，适当的搅拌和过滤工艺也能减少酒石酸的结晶和沉淀。
通过搅拌可以使酒液中的酒石酸均匀分布，避免结晶的产生。
同时，过滤工艺可以除去酒液中的悬浮粒子，包括酒石酸结晶和沉淀。
最后，控制贮存环境也是减少酒石酸结晶和沉淀的重要方法。
保持稳定的温度和湿度，防止温度剧烈变化和湿度过高，可以降低酒石酸的结晶和沉淀速度。
总结：名酒的酒石酸结晶与沉淀是名酒制作过程中的重要环节。
酒石酸结晶给名酒带来了独特的口感和清凉感，而酒石酸沉淀则可能影响酒的风味和口感。
碳酸稀土的沉淀与结晶过程
碳酸稀土的沉淀与结晶过程作者：刘秋粉张金科南胜刚来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第12期摘要：连续检测碳酸稀土的组成过程以及沉淀和结晶的过程出现的平衡溶液，发现碳酸稀土的结晶组成是和溶液的下降存在密不可分的关系，并且下降的幅度与结晶物料和结晶的速度有很多的关系。
然而，可以根据pH值的变化程度来分析碳酸稀土的沉淀与结晶的总体特征。
以下提出了碳酸稀土结晶的活性以及区域位置的实践过程，根据他们之间的沉淀和结晶可以将碳酸稀土分布成結晶活性以及低摩尔比。
本文以下针对本文碳酸稀土的沉淀与结晶过程进行详细分析。
关键词：碳酸稀土;沉淀;结晶我国工业中，稀土溶液出现的沉淀稀土主要是应用草酸作为沉淀剂而形成的，该方法的特点是组成的沉淀结晶质量较好，溶液过滤洗涤，并且与共同离子的分离选择性方便。
因此，因为碳酸稀土的结晶会受到很多因素的影响，研究的工作大多都是停靠在经验性的工艺理论层面，前期的一些有关于碳酸稀土的资料，也只是注重对结晶产物的分析表面上，并且对总体的结晶过程分析也很少。
1 实验试剂和设备应用将碳酸稀土溶液作为相应的纯度提取单一稀土氧化物作为溶解后进行搭配，或者是直接从稀土分离厂进行取样检测。
碳酸氢铵是作为本次实验当中的主要产品，然而应用搭配时需要仔细控制剂量，最后组成溶液。
该检测的设备要采取上海公司生产的酸度计。
稀土浓度的检测要依靠EDTA容量法进行分析，碳酸氢铵基本浓度的标准要根据酸滴规定，而产物中氯离子的含量用硫氰酸汞间接比色检测，其中所以包含的元素要用分析仪器进行检测。
而出现的沉淀反应为时是按照时间要求设定的总体条件在不断搅拌情况下将碳酸氢铵溶液或是碳酸稀土的燃料液体按照一定的速度增加到稀土料液当中，并且要详细记录2者反应之间存在的pH值反应，而沉淀和陈化之间均处于常温25度之下运行。
而该沉淀出现的不足之处在于成本支出比较高，针对人体和环境存在着一些污染。
用碳酸氢铵代替草酸作为沉淀剂则是可以代替上述分析的不足之处。
沉淀与结晶
沉淀与结晶沉淀 — 初分离过程 结晶 — 一般为分离的后续步骤，属于成品化过程共同点：沉淀和结晶在本质上同属于新相析出的过程，主要是物理变化 。
区 别：形态的不同。
同类分子或离子以有规则排列形式而析出称结晶，同类分子或离子以无规则的紊乱排列形式而析出称为沉淀。
沉淀法分离目标产物的范围和方法：蛋白质（酶） ：中性盐盐析法、等电点法、有机溶剂沉淀法、金属离子沉淀法。
◎盐析法：盐析法又称中性盐沉淀法，在发酵液中加入中性盐能破坏蛋白质或酶的胶体性质，消除微粒上的电荷，促使蛋白质或酶沉淀，一般应用于蛋白质分离和酶制剂工业的发酵液提取。
原 理:蛋白质或酶的沉淀是由于盐类的加入使其溶解度变化所致，在浓盐溶液中蛋白质的溶解度(s)和溶液离子强度（r/2）呈下列关系： lgs ＝β一 K(r ／2)其中 β——假定离子强度等于零时，溶解度s 的对数； K ——盐析常数； r/2——离子强度， 溶液离子强度∑=222i i Z c r ci —溶液中各种离子的摩尔浓度；Zi —各种离子所带的电荷数。
因此用盐析法分离蛋白质时可以有两种步骤：1在一定的pH 及温度条件，改变盐的浓度(即离子强度)达到沉淀的目的，称为“K ”分级盐析法。
2．在一定的离子强度下，改变溶液的pH 及温度，达到沉淀的目的，称为“β”分级盐析法。
一般粗提蛋白质时常用第l 法，进一步分离、纯化时常应用第2法。
◎盐析的影响因素A 盐析剂的种类不同的盐其盐析效果各不相同。
一般来说，含有多价阴离子的中性盐的盐析效果较好。
生产上最多用的盐析剂是硫酸铵，这是因为它在较低温度时，溶解度也相当高，例在20℃时其溶解度为75.4％，而Na 2SO 4为18.9％，NaH 2PO 4为7.8％都很小，在常温下(NH 4)2SO 4的饱和溶液便足以使大多数的酶沉淀，且无破坏作用，(NH 4)2SO 4的另一优点是压滤出来的废液可直接作农肥用，这样可以回收约一半的费用，并且没有废液的污染。
食品分离技术自测题
食品分离技术自测题第一章绪论一名词解释1.平衡分离过程2.速率控制过程二、填空1、食品分离过程是熵的过程，必须外加能量才能进行。
2、食品分离通常来说要达到下列两个目的:,.3、随着社会地发展和技术的进步，工业上形成的分离技术越来越多，但从本质上来说，所有分离技术都可分为和传质分离两大类。
传质分离又分为和4、食品分离技术按分离性质可分为和两大类5、食品分离技术按分离方法可分为、、三、判断题1、分离剂是分离过程的推动力或辅助物质，它包括质量分离剂和能量分离剂。
（）2、机械分离过程的分离对象是有两相组成的混合物。
（）3、单元操作侧重分离方法的共性规律，而分离过程则侧重分离方法的个性规律。
（）四、选择题1、以下不属于传质分离过程的是A过滤B超滤C蒸馏D萃取2、以下不属于平衡分离过程的是A离子交换B色谱C结晶D干燥五、简答题1、分离过程有哪些基本原则？2、食品分离过程特点是什么？3、评价一种食品分离技术的优良，可从哪几方面来考虑？4、简述食品分离技术在食品工业中的重要性。
第二章细胞的破碎与细胞分离一、名词解释凝聚絮凝差速离心分离：离心速度逐渐提高，样品中组分按大小先后沉降。
区带离心分离：借助离心管中的梯度介质，经高速离心将样品中组分分离。
二、选择题1、丝状（团状）真菌适合采用（）破碎。
A、珠磨法B、高压匀浆法C、A与B联合D、A与B均不行2、适合小量细胞破碎的方法是（）A高压匀浆法B.超声破碎法C.高速珠磨法D.高压挤压法3、发酵液的预处理方法不包括（）A.加热B絮凝C.离心D.调pH4、下列物质属于絮凝剂的有（）。
A、明矾B、石灰C、聚丙烯类D、硫酸亚铁5、哪种细胞破碎方法适用工业生产（）A.高压匀浆B超声波破碎C.渗透压冲击法D.酶解法6、高压匀浆法破碎细胞，不适用于（）A.酵母菌B大肠杆菌C.巨大芽孢杆菌D.青霉三、判断题1．细胞破碎时破碎率越大，细胞中大分子目的物得率越高。
（）2．G-菌细胞膜网状结构不及G+菌的坚固，故较易破碎。
4-1 结晶技术
不同
纯度不同：沉淀的纯度远低于结晶，是一种初级分离 技术。但多步沉淀操作也可制备高纯度的目标产物。 结构不同：沉淀是无规则排列的无定形粒子 速度不同：结晶和沉淀相比应当是一个缓慢的过程， 必须有适合的晶核
应用广泛性：沉淀广泛应用于蛋白质等生物产物的分 离，蛋白质沉淀是不定形颗粒，不是结晶。
（1）剪切力成核，一个变n个
（2）接触成核，两个变一个
晶核的成核速度 定义：单位时间内在单位体积溶液中生成新核的数目。
是决定结晶产品粒度分布的首要动力学因素；
成核速度大：导致细小晶体生成 因此，需要避免过量晶核的产生
3.
晶体的成长
晶体成长速度大大超过晶核生成速度,过饱和度主要用 来使晶体成长, 得到粗大而有规则晶体;
特点：
优点：构造简单，生产能力大，操作控制较容易。
缺点：必须使用蒸汽，冷凝耗水量较大，操作费用和能 耗较高。
名词
晶浆：在结晶器中结晶出来的晶体和剩余的溶液 (或熔液)所构成的混悬物。 母液：去除悬浮液中的晶体后剩下的溶液(或熔液)。 晶习： 一定环境中，结晶的外部形态。 结晶过程中，含有杂质的母液(或熔液)会以表面粘 附和晶间包藏的方式夹带在固体产品中。
3. 结晶操作的特点
多数情况下，只有同类分子或离子才能排列成晶体，因 此结晶过程有良好的选择性。
结晶
真空浓缩结晶锅主要用于味精结晶
冷却盘式结晶器
八
提高纯度
结晶过程的预测与改善
提高产率：提高起始浓度，降低溶解度, 杂质的存在原因： a 母液带入; b 杂质包埋; c 单晶中包含母液; d 杂质取代晶格分子 改善晶体大小分布：改变成核和生长速度，控制过饱和度 进程 控制过滤速度：大晶体与窄的粒径分布过滤效果好 避免结垢：晶体沉积在容器中
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溶液成分:共同离子效应（溶液中除盐MmNn外还有含其 他共同离子的盐Mm’Nn，该盐的存在会使MmNn的溶解 度降低，称为共同离子效应），溶解度降低。
盐效应：溶液中有不带共同离子的强电解质存在时，溶解 度升高。
酸（碱）度效应：溶液中的酸碱度将影响其离子的形态和 浓度，相应影响其溶解度。 1.2.2过饱和溶液及结晶（沉淀）的生成 （1）过饱和溶液：当溶液中没有结晶核心存在时，溶质 的实际浓度往往超过其溶解度时仍不发生结晶，该溶液称 为过饱和溶液。
微小颗粒的溶解度大于大颗粒的溶解度，溶液中没有 结晶核心存在造成的。 （2）晶核的形成
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图1从液相中析出固相时液相中溶质的浓度变化
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如图1所示，在阶段I时溶质的浓度尚未达到成核所需 要的最低过饱和浓度Cmin，因此无晶核生成，当溶质的 浓度达到Cmin时进入II阶段，即成核阶段，在这种状态 下，溶质浓度C仍稍有增加，之后由于快速成核的大量消 耗而使C急剧降低，当C降回到Cmin时成核阶段结束，并 进入生长阶段直到其浓度C降到接近其溶解度Cs为止。其 中在溶液处于过饱和的介稳态时，由于分子或离子的运动， 某些局部区域内的分子凝聚而形成集团，形成这种分子集 团后可能聚集更多的分子而生长，也可能分散消失，这种
分子集团称为胚芽，它是不稳定的，只有当体积达到相当 大后才能稳定而不消失，此时称为晶粒。
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1）均相成核 从过饱和溶液中自动形成核心。
2）异相成核 溶液中存在夹杂物颗粒或其他固相表面，甚至杂质离
子也可能成为结晶的核心。
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（3）晶粒的长大 在过饱和过程溶液中形成晶粒以后，溶质在晶粒上不
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（4）晶体的生长形态 晶体的形貌是指晶体形态的几何规则，其虽然受到内
部结构的对称性、结构基元间键力和晶体缺陷等因素的制 约，但在很大程度上还受到生长环境相的影响，因此同一 种品种的晶体（即成分与结构相同）即能表现为具有对称 特征的几何多面体，又能生长成特殊的形态。当溶质（包 括杂质、掺杂和溶剂等）长入晶体时，那怕晶格产生微小 的变化，有时就能促使晶体发生变化，从而会强烈地影响 到晶体的物理性能。晶体的形态与晶体的生长过程密切相 关，而晶体的生长过程常常表现在晶体的形态上，晶体的 形貌随结晶时各种条件的不同而有显著的不同。
断地沉积，晶粒就不断长大。溶质分子（离子）的结晶过 程可分为四步： ①通过包括对流与扩散在内的传质过程达到晶体的表面； ②在晶体表面的吸附； ③吸附的分子或离子在表面迁移； ④进入晶格，使晶粒长大。
如果 ①为控制步骤，则称为传质控制，其他的称为界 面生长控制。通过搅拌来测定：
晶粒在5-10微米的晶粒生长才有效（晶粒小时晶体几 乎和溶液同时运动，不能改变扩散速度，对晶粒生长速度 无影响。）
1
m
n
S0
K mn sp
m mn
n mn
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3
难溶电解质的溶度积 Ksp 与其溶解度s(mol·l-1)的关系， 是由该电解质组成决定的。其通式分别为：
AB型： AB2或A2B型 AB3或A3B型
Ksp 的大小不能直接反映出该难溶电解质溶解度的大 小，只有相同类型的化合物，才能用 Ksp 比较溶解度的大 小。
材料的粉末和纳米粉末。
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1
1.2沉淀与结晶过程的物理化学基础 1.2.1物质的溶解度 （1）溶度积Ksp和溶解度
在一定温度下，难溶电解质饱和溶液中离子的相对浓 度的系数方次项的乘积，为一常数。称为溶度积常数或简
称溶度积 Ksp。 难溶电解质 溶解度（对易溶物质通常用100g水中饱
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（2)影响溶解度的因素 温度： 根据等压方程，平衡常数和温度的关系如下：
d ln K dT
P
H 0 RT 2
H 0 为溶解的标准热效应。
溶液很稀时有：
K
am M n
an N m
Ksp
则有：
ln K sp
H 0 B RT
若溶解过程为吸热反应，H 0大于0，溶解度增加，反之降低。
和时所含溶质的克数；对难溶物则可用每升溶液中溶解的
“物质的量”（摩尔）来表示。）极小。
如反应：MmNn(S)=mMn++nNm-
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溶解度的计算: 设物质的溶解度为S0,则饱和溶液中的Mn+、Nm+的浓
度分别为mS0mol/L和nS0mol/L。 则有：
Ksp [M n ]m [N m ]n mm nn S0mn
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沉淀物的主要形态： （1）结晶型：外观呈明显的晶粒状，X射线能表征出特 有的晶体结构； （2）无定形（凝乳形）：实际上为很小的晶粒的聚集体； （3）非晶形：X射线图形表明其无一定的晶体结构，非 晶形的沉淀不稳定，在一定条件下能转化成凝乳形。
即过饱和溶液首先形成核心，核心经长大成微粒后， 可能进行2种过程，即过饱和溶液中的溶质分子进一步形 成许多核心并长大为微粒，许多微粒经聚集成无定形沉淀； 过饱和溶液中的溶质扩散至已有微粒表面，并在表面上定 向排列长大晶形颗粒。
，计算
即
mol·l-1 Al(OH)3的相对分子质量为78g·mol-1,3.69×10-9mol·L1Al(OH)3相当于2.88×10-7g，溶于1000g水中，在100g水中， 可溶解Al(OH)3 2.8×10-8g。
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Ksp=[Mn+]m[Nm-]n 反应达到平衡 Ksp>[Mn+]m[Nm-]n 未饱和 Ksp<[Mn+]m[Nm-]n 过饱和
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例1 在25℃时，PbCl2的溶解度为1.6×10-2mol·L-1。求此温度下， PbCl2的溶度积 解 溶液中：
即
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例2 已知在298K时，Al(OH)3的 Al(OH)3在该温度下的溶解度(mol·L-1)。 解 设Al(OH)3的溶解度为s(mol·L-1)
第三章 沉淀与结晶
第一节 概述
1.1沉淀与结晶的关系
本质没有区别，都是先形成晶核，晶核再长大。但按照 习惯沉淀是往溶液中加入沉淀剂，而结晶是改变溶液的物理 化学状态使其过饱和。 应用：提取冶金和材料制备 （1）分离与提纯（净化）：加入化学试剂，控制适当条件，
选择性的使杂质形成难溶化合物从溶液中析出； （2）析出产物：用于制备磁性材料、新型陶瓷材料、复合