结晶PPT课件 人教版
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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。
结晶和重结晶分解课件
将析出的晶体用适当的方法干燥，得到纯净的重结晶产品。
安全注意事项
操作规范
进行实验时要佩戴实验服和护目镜，确保 操作规范、准确。
有毒有害物质
部分结晶和重结晶过程中可能使用有毒有 害的溶剂或试剂，要在通风橱中进行操作
，并避免接触皮肤和吸入气体。
防火防爆
结晶和重结晶过程中可能涉及易燃、易爆 的溶剂，要确保远离火源，并备好灭火器 材。
过形成固体晶体降低污染物浓度，实现废水的净化处理。
大气污染治理
02
结晶技术可应用于大气污染治理中，将气态污染物转化为固态
晶体，便于后续处理和处置。
环境监测
03
结晶现象可作为环境监测的指标之一，通过观察和分析环境中
某些物质的结晶行为，评估环境质量及污染程度。
05 实验操作与注意事项
结晶实验操作
溶解固体样品
应用
结晶与重结晶广泛应用于化学、化工、医药、冶金等领域。例如，在药物研发过程中，通过结晶和重结晶技术可 以获得高纯度的药物成分，提高药物的疗效和安全性；在冶金领域，利用结晶和重结晶技术可以提取和纯化金属 矿物中的目标元素。
02 结晶的过程与控制
结晶的过程分析
01
02
03
晶核形成
在过饱和溶液中，分子或 离子聚集形成稳定的晶核 。
产物品质提升
通过结晶操作，可以获得高纯度的晶体产品，提高产品的品质和市 场竞争力。
资源回收利用
结晶技术可用于废水处理中的资源回收，将废水中的有价值物质通 过结晶方式回收再利用，降低生产成本。
重结晶在药物提纯中的应用
1 2 3
药物纯化
重结晶技术可将粗品药物进行多次结晶操作，以 获取更高纯度的药物产品，满足药品生产和临床 用药的需求。
安全注意事项
操作规范
进行实验时要佩戴实验服和护目镜，确保 操作规范、准确。
有毒有害物质
部分结晶和重结晶过程中可能使用有毒有 害的溶剂或试剂，要在通风橱中进行操作
，并避免接触皮肤和吸入气体。
防火防爆
结晶和重结晶过程中可能涉及易燃、易爆 的溶剂，要确保远离火源，并备好灭火器 材。
过形成固体晶体降低污染物浓度，实现废水的净化处理。
大气污染治理
02
结晶技术可应用于大气污染治理中，将气态污染物转化为固态
晶体，便于后续处理和处置。
环境监测
03
结晶现象可作为环境监测的指标之一，通过观察和分析环境中
某些物质的结晶行为，评估环境质量及污染程度。
05 实验操作与注意事项
结晶实验操作
溶解固体样品
应用
结晶与重结晶广泛应用于化学、化工、医药、冶金等领域。例如，在药物研发过程中，通过结晶和重结晶技术可 以获得高纯度的药物成分，提高药物的疗效和安全性；在冶金领域，利用结晶和重结晶技术可以提取和纯化金属 矿物中的目标元素。
02 结晶的过程与控制
结晶的过程分析
01
02
03
晶核形成
在过饱和溶液中，分子或 离子聚集形成稳定的晶核 。
产物品质提升
通过结晶操作，可以获得高纯度的晶体产品，提高产品的品质和市 场竞争力。
资源回收利用
结晶技术可用于废水处理中的资源回收，将废水中的有价值物质通 过结晶方式回收再利用，降低生产成本。
重结晶在药物提纯中的应用
1 2 3
药物纯化
重结晶技术可将粗品药物进行多次结晶操作，以 获取更高纯度的药物产品，满足药品生产和临床 用药的需求。
结晶和重结晶PPT课件
2021/3/7
CHENLI
7
１、由于混合物中KNO3含量较高(90﹪)，可 首先配制较高温度(100℃)下的KNO3饱和溶液， 利用降温结晶的方法，使KNO3晶体在较低温 度下析出，此时KCl不析出。
２、实验中加入水的量，可根据混合物中
KNO3的质量和较高温度下KNO3溶解度进行 计算（使KNO3恰好溶解），如100℃时， KNO3溶解度为246g，则有：
（如氯化钠）
2021/3/7
CHENLI
3
升温结晶：升高温度晶体即从溶液中析出 此法主要用于溶解度随温度升高而降低的物质
从饱和石灰水析出氢氧化钙固体，其后 续操作一般为趁热过滤。
2021/3/7
CHENLI
4
冷却热饱和溶液结晶法：此法主要用于溶解度
随温度下降而明显减小的物质。
先蒸发、浓缩，再降温使S随T变化较大的出 （如硝酸钾）
②结晶水合物在常温或干燥空气里易风化
3、结晶的方法
原理：利用物质在同一溶剂中溶解度不同，进行 固体之间（均溶）分离提纯。
结晶方法：
蒸发结晶 升温结晶
冷却结晶
蒸发溶剂结晶法：通过蒸发或气化，减少一
部分溶剂使溶液达到饱和而析出晶体。
适用于溶解度随温度变化不大的溶质，杂质 的加热蒸发过程中仍为不饱和溶液。其后续 操作一般为趁热过滤。
100 g246g
=
m(H2O)
50g×90﹪
,
m(H2O)=18.3g
2021/3/7
CHENLI
8
实验方案：
１、溶解：将50g混合物放入烧杯中，加入 约18.3mL（可略多一些）100℃的热水， 使固体完全溶解。
２、降温结晶：将(1)所得溶液自然冷却到 不再有固体析出。
11晶体的基本概念和性质PPT课件
28
空间格子表 明了晶体物质在 三维空间质点作 周期性重复排列 这一根本的性质， 由此，晶体可定 义为：晶体是具 有格子构造的 固体。
29
3、 空间格子的要素
1）节点： 空间格子中的点称
为节点。从一立方毫 米的氯化钠晶体中可 抽象出1027-28个节点。 空间格子为无限的三 位点阵模型。
第一章 结晶学基础
本章重点掌握的学习内容： 晶体的定义和晶体的基本性质 空间格子理论 晶体的对称性、各种对称要素和晶体的分类 晶体定向原则和晶体符号 十四种空间格子和晶体的微观对称规律 六方密堆和立方密堆及四面体空隙和八面体空隙 配位数和配位多面体 鲍林规则
1-1晶体的基本概念和性 质
1914年英国科学家布拉格父子用各种各 样的晶体作大量的衍射实验。
三位科学家研究成果揭示了一切晶体皆
具有内布质点周期性重复排列构造的秘密。
单晶硅(110)晶面的结构像
上个世纪 50年代以后， 用透射电子 显微镜观察 也证实了晶 体的内部具 有规则排布 的特点。
非晶体
固体物质的内 部质点在三维空 间不做规律的排 列，称为非晶体 或非晶态固体。 例如，玻璃、塑 料、沥青等。
30
3、 空间格子的要素
2） 行列：
连接空间格子中任 意两个节点就决定了一 条行列。每一行列都有 一个最小的结点重复周 期，它等于行列上两个 相邻结点间的距离，简 称结点间距。在空间格 子中，有无数不同方向 的行列。平行的各个行 列上结点间距相等，不 平行的行列，其上的结 点间距一般不等。
31
如果把氯离子和 钠离子缩小，分别用 黑点和白圈代表C1与Na+离子，并用直 线将它们连接起来， 这样，就可以得出一 个如左图所示内部质
点排布的立体图形。
空间格子表 明了晶体物质在 三维空间质点作 周期性重复排列 这一根本的性质， 由此，晶体可定 义为：晶体是具 有格子构造的 固体。
29
3、 空间格子的要素
1）节点： 空间格子中的点称
为节点。从一立方毫 米的氯化钠晶体中可 抽象出1027-28个节点。 空间格子为无限的三 位点阵模型。
第一章 结晶学基础
本章重点掌握的学习内容： 晶体的定义和晶体的基本性质 空间格子理论 晶体的对称性、各种对称要素和晶体的分类 晶体定向原则和晶体符号 十四种空间格子和晶体的微观对称规律 六方密堆和立方密堆及四面体空隙和八面体空隙 配位数和配位多面体 鲍林规则
1-1晶体的基本概念和性 质
1914年英国科学家布拉格父子用各种各 样的晶体作大量的衍射实验。
三位科学家研究成果揭示了一切晶体皆
具有内布质点周期性重复排列构造的秘密。
单晶硅(110)晶面的结构像
上个世纪 50年代以后， 用透射电子 显微镜观察 也证实了晶 体的内部具 有规则排布 的特点。
非晶体
固体物质的内 部质点在三维空 间不做规律的排 列，称为非晶体 或非晶态固体。 例如，玻璃、塑 料、沥青等。
30
3、 空间格子的要素
2） 行列：
连接空间格子中任 意两个节点就决定了一 条行列。每一行列都有 一个最小的结点重复周 期，它等于行列上两个 相邻结点间的距离，简 称结点间距。在空间格 子中，有无数不同方向 的行列。平行的各个行 列上结点间距相等，不 平行的行列，其上的结 点间距一般不等。
31
如果把氯离子和 钠离子缩小，分别用 黑点和白圈代表C1与Na+离子，并用直 线将它们连接起来， 这样，就可以得出一 个如左图所示内部质
点排布的立体图形。
《结晶学基础》PPT课件
B4 B3 B2
B1 b O a A1 A2 A3 A4
完整版ppt
19
平行六面体：与三个共点但不共面的行列相对应的三 组平行行列构成分成一系列平行叠置的平行六面体。
强调： • 空间格子只是用来表征晶体结构中具体质点 在空间排列的规律性
• 晶体的格子构造只是相对于其内部质点的排 列而视为在三维空间无限延伸
等同点(相当点)的分布可以体现晶体结构中所有
质点的平移重复规律，连接三维空间的相当点，
即可获得空间格子。
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16
2 空间格子的定义
空间格子：由结点在三维空间作周期性重复排列 后构成的无限图形
结点：为一系列在三维空间成周期性重复分布 的空间点阵中的等同点
说明：一种晶体结构中的所有质点所构成的空间格 子类型是相同的(只有一种)，只是在组成晶 体结构时有所平移，但等同点可以有几种
晶体由于有最小内能,因而 结晶状态是一个相对稳定 的状态.
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30
格子构造中
行列 面网
晶体中
晶棱 晶面
完整版ppt
晶面、晶棱、 角顶与面网、 行列、结点的 关系示意图
31
几何结晶学基础 （二）
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32
一、面角守恒定律
背景:歪晶、发现规律
定义:同种物质的所有晶体,其 对应晶面间的角度相等.
子。同一晶体结构，其空间格子一定是固定和相同的。
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24
三、晶体的基本性质
一切晶体所共有、并能以此与其他状态 的物体相区别的性质
自限性 对称性 异向性 均一性 内能最小性 最稳定性
完整版ppt
25
1.自限性
晶体在适当的条件下可以 自发的形成几何多面体的 性质.晶体的多面体形态,是 其格子构造的直接反映.晶 体多面体形态受格子构造 的制约,它服从于一定的结 晶学规律.
初中九年级(初三)化学课件 结晶
① 当A中含有少量B时，提纯A， 采用(冷却热的饱和溶液法)；
②当B中含有少量A时，提纯B， 采用(蒸发溶液剂法)方法。
3、结晶的应用
a、从溶液中提取溶质
b、分离几种可溶性固态物质的混合物 简单原理：根据几种可溶性的固态物 质的溶解度随温度变化的不同，采用 结晶法进行分离，得到较纯净的物质。
▪ 1．下列关于海水晒盐原理的分析，正确的是(C )
甲同学方案（过滤法）：在烧杯中加入10克混合 物，注入 足量的水，充分溶解后，过滤。
乙同学方案（蒸发法）：在烧杯中加入10克混合 物，注入足量的水充分溶解后，转入蒸发皿中加热蒸发至 蒸干。
丙同学方案（结晶法）:在烧杯中加入10克混合 物，注入10毫升水，加热到混合物全部溶解，然后冷却至 室温，过滤。
体的形式从它的水溶液中析出的过 程叫结晶。
溶解：一种物质（溶质）均匀分散到另一
种物质（溶剂）中的过程。
几种晶体的形状
食
盐
晶
体
食
糖
硫酸铜晶体
晶
体
明矾晶体
食盐晶体
重铬酸钾
[实验3]将盛有30mL的水的试管进行加热， 并不断加入氯化钠,配制成氯化钠 溶液.将烧杯放在冷水中降温,观察 实验现象.
现象: 与实验2相比，烧杯底部只有少
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 温度/℃
[小结]
溶 解
固体物质A的溶解度受温度 度
A
影响变化较大，B物质的溶
B
解度受温度影响变化较小；
①当A中含有少量B时，提纯A，
温度
采用冷( 却热的饱和溶液法 )方法；
步骤是(制成较高温度浓溶液→降温→过滤 )。
②当B中含有少量A时，提纯B，
②当B中含有少量A时，提纯B， 采用(蒸发溶液剂法)方法。
3、结晶的应用
a、从溶液中提取溶质
b、分离几种可溶性固态物质的混合物 简单原理：根据几种可溶性的固态物 质的溶解度随温度变化的不同，采用 结晶法进行分离，得到较纯净的物质。
▪ 1．下列关于海水晒盐原理的分析，正确的是(C )
甲同学方案（过滤法）：在烧杯中加入10克混合 物，注入 足量的水，充分溶解后，过滤。
乙同学方案（蒸发法）：在烧杯中加入10克混合 物，注入足量的水充分溶解后，转入蒸发皿中加热蒸发至 蒸干。
丙同学方案（结晶法）:在烧杯中加入10克混合 物，注入10毫升水，加热到混合物全部溶解，然后冷却至 室温，过滤。
体的形式从它的水溶液中析出的过 程叫结晶。
溶解：一种物质（溶质）均匀分散到另一
种物质（溶剂）中的过程。
几种晶体的形状
食
盐
晶
体
食
糖
硫酸铜晶体
晶
体
明矾晶体
食盐晶体
重铬酸钾
[实验3]将盛有30mL的水的试管进行加热， 并不断加入氯化钠,配制成氯化钠 溶液.将烧杯放在冷水中降温,观察 实验现象.
现象: 与实验2相比，烧杯底部只有少
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 温度/℃
[小结]
溶 解
固体物质A的溶解度受温度 度
A
影响变化较大，B物质的溶
B
解度受温度影响变化较小；
①当A中含有少量B时，提纯A，
温度
采用冷( 却热的饱和溶液法 )方法；
步骤是(制成较高温度浓溶液→降温→过滤 )。
②当B中含有少量A时，提纯B，
结晶学基础知识PPT课件
第一章 晶体结构
1.1 结晶学基础知识 1.2 晶体中质点的结合力与结合能 1.3 决定离子晶体结构的基本因素 1.4 单质晶体结构 1.5 晶体的结构与性质—无机化合物结构 1.6 硅酸盐晶体结构 1.7 高分子结构
1.1 结晶学基础知识
晶体结构的定性描述 晶体结构的定量描述—晶面指数、晶向指数
晶面指数：结晶学中经常用（hkl）来表示一组平行晶面，称为晶 面指数。数字hkl是晶面在三个坐标轴（晶轴）上截距的倒数的互 质整数比。
晶面指数的确定步骤(图1-3):
1、在空间点阵中建立坐标系，选取任一结点为坐标原点O， 同时令坐标原点不在待标晶面上，以晶胞的基本矢量为坐 标轴X、Y、Z；
2、坐标轴以晶体在该轴上的周期为单位； 3、假设晶面在坐标轴上的截距分别为m、n、p；将它们的倒
目尽可能地多； 3. 单元的三棱边的夹角要尽可能地构成直角； 4. 单元的体积应尽可能地小。
图1-1 空间点阵及晶胞的不同取法
晶胞参数：晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，此 即晶格特征参数，简称晶胞参数。它们是3条棱边的长度a、 b、c和3条棱边的夹角、、，如图1-2所示。
图1-2 晶胞坐标及晶胞参数
[0,0,0] [0,0,0] [1/2,1/2 ,1/2] [0,0,0] [1/2,1/2 ,0] [0,1/2 ,1/2] [0,0,0]
[1/2,0,1/2] [1/2,0,1/2]
[0,0,0]
二、晶体结构的定量描述 —晶面指数、晶向指数
1.晶面、晶向及其表征 晶面：晶体点阵在任何方向上分解为相互平行的结点平 面称为晶面，即结晶多面体上的平面。
金刚石
方解石
晶体的特征 均一性：指晶体在任一部位上都具有相同 性质的特征。
1.1 结晶学基础知识 1.2 晶体中质点的结合力与结合能 1.3 决定离子晶体结构的基本因素 1.4 单质晶体结构 1.5 晶体的结构与性质—无机化合物结构 1.6 硅酸盐晶体结构 1.7 高分子结构
1.1 结晶学基础知识
晶体结构的定性描述 晶体结构的定量描述—晶面指数、晶向指数
晶面指数：结晶学中经常用（hkl）来表示一组平行晶面，称为晶 面指数。数字hkl是晶面在三个坐标轴（晶轴）上截距的倒数的互 质整数比。
晶面指数的确定步骤(图1-3):
1、在空间点阵中建立坐标系，选取任一结点为坐标原点O， 同时令坐标原点不在待标晶面上，以晶胞的基本矢量为坐 标轴X、Y、Z；
2、坐标轴以晶体在该轴上的周期为单位； 3、假设晶面在坐标轴上的截距分别为m、n、p；将它们的倒
目尽可能地多； 3. 单元的三棱边的夹角要尽可能地构成直角； 4. 单元的体积应尽可能地小。
图1-1 空间点阵及晶胞的不同取法
晶胞参数：晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，此 即晶格特征参数，简称晶胞参数。它们是3条棱边的长度a、 b、c和3条棱边的夹角、、，如图1-2所示。
图1-2 晶胞坐标及晶胞参数
[0,0,0] [0,0,0] [1/2,1/2 ,1/2] [0,0,0] [1/2,1/2 ,0] [0,1/2 ,1/2] [0,0,0]
[1/2,0,1/2] [1/2,0,1/2]
[0,0,0]
二、晶体结构的定量描述 —晶面指数、晶向指数
1.晶面、晶向及其表征 晶面：晶体点阵在任何方向上分解为相互平行的结点平 面称为晶面，即结晶多面体上的平面。
金刚石
方解石
晶体的特征 均一性：指晶体在任一部位上都具有相同 性质的特征。
2020届高考考点---结晶 课件 10张PPT
加热
3.冷却结晶
优点：工作效率 高，所得晶体比 较干燥
4.过滤：将析出
的晶体与母液分 离，可采取普通 过滤或抽滤。
4.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 （ KNO3 ），反之叫缓升型（ NaCl ）。 当陡升型溶液中混有缓升型时，若要分 离出陡升型，蒸发浓缩，冷却结晶；若 要分离出缓升型的溶质，可以用蒸发结 晶、趁热过滤。
工艺流程分离提纯之结晶
1.蒸发结晶:通过加热蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为过饱和溶液，
继续加热使溶质析出。蒸发结晶一般适用于溶解度受温度影响不大的 物质，常见的是NaCl。 工具原料铁架台、蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、坩埚钳、石棉网
方法/步骤
步骤1：安装 好装置。
注意：调节蒸 发皿高度，以 便利用酒精灯 外焰加热。
多种溶质：目标溶质陡升型
目标物中含有少量杂质（一 加水溶解、蒸发浓缩、趁热过滤、
般至少结晶过一次）
冷却结晶再过滤或蒸发浓缩，冷却
结晶、过滤
1.【2017新课标3卷】 重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁 矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备 流程如图所示：
（4）有关物质的溶解度如图所示。向“滤液 3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，
例如：当NaCl和KNO3的混合物中KNO3多而NaCl少时， 蒸发浓缩，冷却结晶，先分离出KNO3，氯化钠残留在 母液中。
例如：当NaCl和KNO3的混合物中NaCl多而KNO3少时，蒸发 结晶、趁热过滤。 ，先分离出NaCl，KNO3残留在母液中。
小结：以上四种操作经过一次结晶可能还混有杂质，多次操 作可进一步净化，这样的操作称之为重结晶，例如NaCl和 KNO3的分离提纯，苯甲酸的分离提纯
纯金属的结晶ppt课件
第二节 纯金属的结晶
凝固与结晶 一、纯金属的结晶条件与结晶过程 二、形核规律：均质形核和非均质形核 三、长大规律 四、晶粒大小及控制 五、铸件组织 小结
结晶： 液体 --> 晶体
凝固： 液体 --> 固体（晶体 或 非晶体）
液体
晶体
1.
纯金属结晶的条
纯 金
件就是应当有一 定的过冷度
过冷度
属T
T= T0 - Tn
晶粒和改善组织的工艺措施。
变质剂的作用：作为非自发形 核的核心，或阻碍晶粒长大。
（3）振动结晶
——机械振动、超声振动，或电 磁搅拌等。
振动的作用：使树枝晶破碎，晶核数 增大过冷度 增加，晶粒细化。
（4）降低浇注速度
在慢速浇注时，液态金属不是在静止状态 下进行结晶，先形成的晶粒可能被流动的 冲击碎化而成为新的晶核，增加了形核率。
.
15
小结
重点要求 1. 过冷度的概念，晶粒度的影响因素。 2. 铸锭组织。
1. 1) 结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，
它们是：
形核和晶核长大
2) 当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作 用是 增加晶核数量，或阻碍晶粒长大。
3) 过冷度是指为：理论结晶温度 - 开始结晶温度
其表示符号为： T 4) 固溶体的强度和硬度比溶剂：高
(4) 浇注时振动与不振动 <
2. 1) 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。（ No ） 2) 室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越低。（ No ）
3. 1) 金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将：
a. 越高
b√. 越低
c. 越接近理论结晶温度
2) 为细化晶粒，可采用：
凝固与结晶 一、纯金属的结晶条件与结晶过程 二、形核规律：均质形核和非均质形核 三、长大规律 四、晶粒大小及控制 五、铸件组织 小结
结晶： 液体 --> 晶体
凝固： 液体 --> 固体（晶体 或 非晶体）
液体
晶体
1.
纯金属结晶的条
纯 金
件就是应当有一 定的过冷度
过冷度
属T
T= T0 - Tn
晶粒和改善组织的工艺措施。
变质剂的作用：作为非自发形 核的核心，或阻碍晶粒长大。
（3）振动结晶
——机械振动、超声振动，或电 磁搅拌等。
振动的作用：使树枝晶破碎，晶核数 增大过冷度 增加，晶粒细化。
（4）降低浇注速度
在慢速浇注时，液态金属不是在静止状态 下进行结晶，先形成的晶粒可能被流动的 冲击碎化而成为新的晶核，增加了形核率。
.
15
小结
重点要求 1. 过冷度的概念，晶粒度的影响因素。 2. 铸锭组织。
1. 1) 结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，
它们是：
形核和晶核长大
2) 当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作 用是 增加晶核数量，或阻碍晶粒长大。
3) 过冷度是指为：理论结晶温度 - 开始结晶温度
其表示符号为： T 4) 固溶体的强度和硬度比溶剂：高
(4) 浇注时振动与不振动 <
2. 1) 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。（ No ） 2) 室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越低。（ No ）
3. 1) 金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将：
a. 越高
b√. 越低
c. 越接近理论结晶温度
2) 为细化晶粒，可采用：
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• b、降温结晶(冷却热的饱和溶液法)：冷却热的 饱和溶液，使溶质析出。 适用范围：溶解度受温度影响变化较大的固 体物质（如KNO3） 。
海边盐田
解释：
“夏天捞盐” 和“冬天捞 碱”的道理。
为从固体硝酸钾和氯化钠（氯化钠的含量小）的混合 物中分离出硝酸钾，甲、乙、丙三位同学分别设计了如下 的分离方案： 甲同学方案（过滤法）：在烧杯中加入10克混合 物，注入 足量的水，充分溶解后，过滤。
3、结晶的应用
a、从溶液中提取溶质 b、分离几种可溶性固态物质的混合物 简单原理：根据几种可溶性的固态物 质的溶解度随温度变化的不同，采用 结晶法进行分离，得到较纯净的物质。
• 1．下列关于海水晒盐原理的分析，正确的是( C ) A．利用阳光照射使海水升温得到食盐 B．利用机械动力搅拌得到食盐 C．利用阳光和风力将水分蒸发得到食盐 D．利用海水在阳光下发生分解反应制得食盐 • 2. 把60℃的硝酸钾饱和溶液冷却到20℃，下列 叙述错误的是( B ) A．溶解度减小 B．溶液的质量不变 C．溶液由浓变稀 D．溶剂的质量不变
冷却溶液析出晶体
结论： a、析出晶体前溶液必须达到饱和状态. b、改变条件(蒸发溶剂、降低温度)， 溶剂溶解溶质的量下降，使饱和 溶液析出晶体
2、结晶的方法
• a、蒸发结晶(蒸发溶剂法)：将固体溶质的溶液 加热蒸发，使溶液由不饱和状态变为饱和 状态，再继续蒸发溶剂，使溶质析出。
对溶解度受温度影响较小的固体物质一般 采用蒸发溶剂法。
乙同学方案（蒸发法）：在烧杯中加入10克混合 物，注入足量的水充分溶解后，转入蒸发皿中加热蒸发至 蒸干。
丙同学方案（结晶法）:在烧杯中加入10克混合物， 注入10毫升水，加热到混合物全部溶解，然后冷却至室温， 过滤。
溶 200 解 度 190
g
180 170
160
150 140 130 120 110
硝 酸 钾
2.4
40 30 20 10 0
C
. .B
20 30 40 50
氯化钠
.D
80 90
10
60
70
100
温度/℃
[小结]
B 固体物质A的溶解度受温度 影响变化较大，B物质的溶 解度受温度影响变化较小； 温度 ①当A中含有少量B时，提纯A， 采用( 冷却热的饱和溶液法 )方法； 步骤是 制成较高温度浓溶液→降温→过滤 ( )。 ②当B中含有少量 A时，提纯B， 蒸发溶液剂法 采用( )方法。
步骤是制成较高温度浓溶液 ( →降温→过滤 2、有36克的氯化钠和3克的硝酸钾固体混 合物，要得到纯净的氯化钠，应采用 ( 蒸发溶液剂法 ) )
[小结]
固体物质A的溶解度受温度影响变化较大， B物质的溶解度受温度影响变化较小； ① 当A中含有少量B时，提纯A， 采用(冷却热的饱和溶液法)； ②当B中含有少量A时，提纯B， 采用(蒸发溶液剂法)方法。
溶 解 度
A
• 3. 右图是A、B两种固体物质的溶解度曲线。 下列说法中错误的是( B C ) A．t1℃时A、B的溶解度相等 B． t2℃时， A的饱和溶液中溶质的质量 a 分数为 100 ×100% A 溶 C．B中含有少量A时，用冷 解 a 度 B 却热饱和溶液的方法提纯B。 D．将t2℃时B的饱和溶液 降温到t1℃时，溶液变稀了
.A
硝 酸 钾
/
20℃
80℃
NaCl 36 g
38.4g
KNO3 31.6g 169g
137.4
100
90
80 70 60 50
2.4
40 30 20 10 0
C
10
. B
20 30 40 50
氯化钠
.D
80 90
100
60
70
温度/℃
1、有169克的硝酸钾和10克的氯化钠
固体混合物要得到纯净的硝酸钾， 应采用( 冷却热的饱和溶液法 )
\g
0 t1
t2 温度/℃
4、分离有碳酸钙和氯化钠组成的固体混合物的 实验步骤依次是（ B C A ）
A. 蒸发滤液-----得固体氯化钠 B. 溶解---在一定量的水中加入混合物，直到 混合物充分溶解 C. 过滤---固体碳酸钙留在滤纸上，滤液即 氯化钠的水溶液进入烧杯中
量晶体析出.
• 现象: 与实验2相比，烧杯底部只有少 • 结论: 对溶解度受温度影响较小的固
体物质一般采用蒸发溶剂法。
看图回答下列问题：
1、90℃时，109克的某物质溶 在100克水中得到溶液①，当温 度从90℃降到60℃时，得到溶 液②，这时溶液中是否有晶体 析出？溶液①与溶液②的溶质 质量分数是否相同？ 2、当温度从60℃降到40℃时得 到溶液③，这时溶液中有没有 晶体析出？析出多少克？ 3、当温度从40℃降到20℃时得 到溶液④，这时又有多少克晶 体析出？
蒸 发
析出晶体
蒸 发
[实验2]将盛有30mL的水的试管进行加热 至沸腾，并不断加入硝酸钾,配制 成硝酸钾溶液.将烧杯体析出. • 结论: 对热的饱和溶液进行降低温度, 可以析出溶质.
• 晶体： 具有规则的几何外形的固体。 • 结晶：在一定条件下，溶液中的溶质以晶
体的形式从它的水溶液中析出的过 程叫结晶。
1、结晶与溶解
溶解：一种物质（溶质）均匀分散到另一
种物质（溶剂）中的过程。
几种晶体的形状
食 盐 晶 体 食 糖 晶 体
硫酸铜晶体
食盐晶体
明矾晶体
重铬酸钾
[实验3]将盛有30mL的水的试管进行加热，
并不断加入氯化钠,配制成氯化钠 溶液.将烧杯放在冷水中降温,观察 实验现象.
溶解度的定义：
溶 解 度 四 要 素 条件：一定温度 标准：100克溶剂 （一般指水） 状态：饱和状态 单位：克
视频
[实验1] 用玻璃棒蘸取少量浓 的氯化钠溶液,用酒精 灯加热,观察实验现象.
• 现象: 玻璃棒上留下白色的食盐晶体. • 结论: 蒸发溶液中的溶剂可以析出溶质.
蒸 发
水的量减少
饱和溶液
溶 200 解 度 190
g
180 170 160 150 140 130 120 110
.A
80℃含100g水的氯 化钠、硝酸钾两种 饱和溶液，降温到 20℃时，析出的晶 体各是多少？ 20℃ 80℃ NaCl 36 g 38.4g KNO3 31.6g 169g
/
137.4
100
90
80 70 60 50