蒸发结晶、冷却结晶、重结晶,一次说清楚!

高中化学提分攻略
2024年08月12日 16:13

溶质从溶液中析出晶体,叫做结晶。两种或多种溶质在一种溶剂中的溶解度不同,可以用结晶的方法分离和提纯。结晶的原理是,通过蒸发减少溶剂或降低温度,使溶质溶解的量减小,溶质以晶体形式析出。

使结晶出的晶体溶在适当溶剂里,再经过加热、蒸发、冷却等步骤,重新得到晶体,叫做重结晶。重结晶常用于精制晶体。

1.结晶的操作

结晶常分为两种:蒸发结晶、冷却结晶。

蒸发结晶指的是溶液通过溶剂的散失(即蒸发),使得溶液达到饱和状态,继而达到过饱和状态。由于在一定的温度下,一定量的水(或溶剂)所能溶解的某一溶质的质量是有限的,那么多余的溶质就会随着溶剂的减少而析出,即结晶。它适用于温度对溶解度影响不大的物质。沿海地区“晒盐”就是利用的这种方法。

冷却结晶是指饱和溶液通过降低溶液的温度,使溶质析出的方法。一般来说,溶液的温度越高,一定质量的溶剂所能溶解的某一溶质的质量越大,那么降低溶液的温度,就会有溶质析出。此法适用于温度升高,溶解度也增加的物质。如北方地区的盐湖,夏天温度高,湖面上无晶体出现;每到冬季,气温降低,纯碱(Na2CO3·10H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等物质就从盐湖里析出来。在实验室里为获得较大的完整晶体,常使用缓慢降低温度,减慢结晶速率的方法。

蒸发结晶和冷却结晶分别适用于什么情况下呢?下面是小编总结的三条规律。

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2.重结晶

重结晶是提纯物质(晶体)的一种方法。注意:不是第三种结晶方式!

第一次结晶所得到的晶体纯度,往往是不符合要求的,需要进行纯制。重结晶就是用少量溶剂使含有杂质的晶体溶解,然后再进行蒸发和结晶。

重结晶是利用被提纯物质与杂质在溶剂中溶解度不同的原理,当一种物质(被提纯物质或杂质)还在溶液中时,另一种物质已从溶液中析出,从而达到两者分离的目的。由此可见进行重结晶最关键的是选择合适的溶剂。

进行重结晶的溶剂必须具备以下条件:

(1)不与被提纯物质起化学反应。

(2)在较高温度时被提纯物质的溶解度较大,而在室温或更低的温度时溶解度很小。

(3)对杂质的溶解度非常大或非常小(前一种情况是使杂质留在母液中,不随被提纯物晶体一同析出,后一种情况是使杂质在热过滤时被滤去)。

(4)溶剂容易蒸发(沸点较低),易与晶体分离除去。

(5)能给出较好的晶体。

下面小编再来用通俗语言总结一下结晶和重结晶的区别;

结晶和重结晶是化学中常见的物质分离和提纯方法,它们的过程和目的有所不同。

结晶:结晶是指从溶液中制备化合物时,通过加热蒸发溶剂然后冷却,使目标物质从溶液中首先结晶析出的过程。这个过程可以使目标物质以晶体形式分离出来,但得到的晶体可能不纯净,因为杂质也可能一同析出。

结晶的过程包括将已融化的晶体(液态)转变为固态晶体的过程,即【液态→固态】

重结晶:重结晶是指将第一次结晶制备的化合物溶解在适当的溶剂中,然后通过加热、蒸发、冷却等步骤再次形成晶体的过程。这个过程中,由于杂质的量与目标物质相比远小于,所以杂质不会析出,从而起到了提纯目标化合物的作用。

重结晶的过程包括将晶体溶为液态,然后再结晶为固态,即【固态→液态→固态】

重结晶法适合于提纯在低温时溶解度较小,而随着温度升高溶解度显著增大的物质。在热溶液的温度逐渐降低时,目标物质的溶解度急剧下降而大量析出,而杂质通常在温度低时仍有较大溶解度,因此不会析出。

总结来说,结晶是初次从溶液中形成晶体的过程,可能得到不纯净的晶体;而重结晶则是将初次结晶得到的物质溶解后再次结晶的过程,用于提纯物质,使得目标化合物更加纯净。

重结晶多用在除杂操作里,蒸发浓缩、冷却结晶是除杂里的步骤。如果题目中问一种晶体怎么提纯,那就填重结晶,如果问到步骤,那就填蒸发浓缩、冷却结晶以此类推。