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降温结晶和蒸发结晶的区别-蒸发结晶、降温结晶与重结晶的区别

有人总是分不清蒸发结晶、降温结晶与重结晶,本文以列表的形式来比较一下这三者,希望对大家有所帮助。

比较项目

蒸发结晶

降温结晶

重结晶

原理

加热溶液,促使溶剂不断挥发,溶液浓度持续攀升,直至饱和,过剩溶质便会以晶体形态析出。就好比把一杯盐水放在太阳下暴晒,水慢慢变少,盐就析出来啦。

先是对溶液进行加热,让溶剂蒸发,形成热饱和溶液,接着降低温度。由于溶质的溶解度随温度降低而急剧减小,热饱和溶液冷却时,溶质就像“无处藏身”一样,只能乖乖结晶析出,比如硝酸钾溶液降温就会出现大量晶体。

把不纯的晶体重新溶解在合适的溶剂里,此时杂质和目标物质在溶剂中的“待遇”不同,溶解度有差异,再结合温度变化,让它们在不同阶段分别结晶,从而达到提纯目的,就像把混有泥沙的盐重新提纯一样。

适用范围

溶解度受温度影响微乎其微的溶质是它的“主战场”,像氯化钠(食盐)、氯化钾这些生活中常见的盐,用蒸发结晶再合适不过。

专为溶解度随温度变化大且降温溶解度锐减的溶质“量身定制”,硝酸钾、硝酸钠等在化工实验中常用的物质,靠降温结晶就能轻松收获纯净晶体。

主要用于对含有少量杂质的固体物质进行提纯,尤其是杂质和目标物质的溶解度在不同温度下表现出明显“落差”的情况,堪称提纯界的“万能钥匙”。

操作过程

将待结晶溶液倒入蒸发皿,稳稳放置在三脚架上,点燃酒精灯缓缓加热,眼睛紧盯着溶液,一旦看到大量晶体“扎堆”冒出,或者溶液表面浮现出晶膜,就赶紧撤掉酒精灯,利用蒸发皿的余热把剩下的溶剂“赶尽杀绝”。

先把溶液放在容器里加热浓缩,得到热气腾腾的热饱和溶液,这时候趁热用滤纸过滤,把不溶性杂质“一网打尽”,再把滤液转移到干净容器,放进冷水浴或者冰盐浴中“冷静冷静”,溶质就会结晶析出,最后过滤、洗涤、干燥,晶体就到手啦。

第一步,挑个合适的溶剂,把不纯的固体扔进去,加热搅拌制成热饱和溶液;第二步,趁热过滤,除掉那些不溶性杂质;第三步,把滤液降温,让目标物质结晶,过滤分离;要是还不满意纯度,那就重复上述步骤,多来几遍,直到纯度达标。

仪器装置

蒸发皿、玻璃棒(用来搅拌,防止溶液局部过热飞溅)、酒精灯、铁架台(支撑蒸发皿),这些就是蒸发结晶的“好帮手”。

在蒸发浓缩阶段,和蒸发结晶装备类似,不过后续降温得靠冷却装置助力,冷水浴、冰盐浴就像给热溶液披上了“降温披风”,让溶质顺利析出。

常规的烧杯、漏斗、滤纸用于溶解和过滤,可能还得请出加热套精准控温溶解,冷凝管帮忙维持合适的结晶温度,一套“组合拳”下来,提纯大业可成。

晶体纯度

要是原溶液杂质含量较高,仅凭一次蒸发结晶,晶体纯度可能就像“粗茶淡饭”,不太够看,后续往往还得进行二次提纯。

对于溶解度变化明显的溶质,降温结晶能初步筛出较纯的晶体,可要是杂质较多或者和目标物质溶解度差异不大,那就得像“剥洋葱”一样,多次结晶或者搭配其他提纯手段。

这可是提纯的“大杀器”,通过反复的溶解和结晶,如同层层筛选,杂质被一点点剔除,最终收获高纯度的晶体,让科研人员和生产者爱不释手。

下面再强调一些它们的各自适用范围:

蒸发结晶适用于溶解度随温度变化不大的溶质,如氯化钠、氯化钾等。

降温结晶适用于溶解度随温度变化较大且随温度降低而降低的溶质,如硝酸钾、硝酸钠等。

重结晶适用于提纯含有少量杂质的固体物质,尤其是杂质与目标物质的溶解度在不同温度下有明显差异的情况,或者用于分离混合在一起的盐类。

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