实验报告 一、实验题目: 食盐晶体生长及观察 二、实验目的: 1、认识结晶的基本过程及实验原理; 2、了解食盐结晶的条件与结晶的过程; 5、观察食盐结晶的形态与晶体生长的过程。 三、实验原理 溶质以晶体的形式从溶液中析出的过程叫做结晶。定温定压时,饱和溶液中所含溶质的量,称为该溶质在该温度、压力下的溶解度。 在一定量的溶剂(水)中一定的温度下,所能溶解的溶质量是有限的,溶质在水中无法继续溶解时,多余的溶质便沉在杯底,即使经过搅拌也无法令更多的溶质溶解。此时杯中水溶液所能溶解的溶质已达最大量,称之为“饱和溶液”。 溶剂中所能溶解的溶质未达最大量,此时的溶液称之为“未饱和溶液”,如果再继续加入少许溶质时,固体溶质会继续溶解。 利用较高温度配置溶液达到饱和后,再降低温度,水溶液在高温中溶解度较高,一旦降温后溶解度也降低,但溶质的量不减,因此,水溶液的浓度大于最大溶解度,此时的溶液称为“过饱和溶液”。过饱和溶液是一种不稳定状态,过量的溶质会伺机结晶析出而成为饱和溶液。 利用物质在水溶液中的溶解度对温度变化的差异,将水溶液加热后配置成饱和水溶液,再将温热的饱和水溶液与过剩的溶质经由过滤分离后,当水溶液温度降低时即成为过饱和水溶液,过剩的溶质会结晶析出形成晶体。 图1.氯化钠与纯碱的溶解度曲线 由上图两种具有代表性的物质溶解度曲线可以看出,结晶有两种方法:一为蒸发溶剂结晶(如食盐溶解度受温度影响小的物质),二为冷却热饱和溶液(如纯碱溶解度受温度影响大的物质)。蒸发结晶—温度不变溶剂减少。降温结晶—溶剂不变温度降低。 利用结晶可以分离部分水溶性物质,对溶解度受温度变化影响不大的固体溶液,一般用蒸发溶剂的方法得到晶体(即蒸发结晶),达到分离目的。对溶解度受温度变化影响相当大的固体溶质,一般采用冷却其热饱和溶液的方法得到晶体(即降温结晶),达到分离目的。 从微粒运动的观点看,溶解是溶质微粒离开溶质表面向溶剂里分散的过程;结晶是分散在溶液里的溶质微粒向溶质表面聚集的过程。显然,溶解和结晶是相反的两个过程。 图2 以籽晶作为初晶和没有初晶形成的最后晶粒