影響固體難溶物溶解度的因素。如何解釋粒度大的難溶物質(zhì)比粒度小的溶解度反而大這一現(xiàn)象
來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-08-17 11:23:10
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影響固體難溶物溶解度的因素。如何解釋粒度大的難溶物質(zhì)比粒度小的溶解度反而大這一現(xiàn)象【專家解說】:基本解釋 1.物質(zhì)從液態(tài)(溶液或熔融狀態(tài))或氣態(tài)形成晶體。 2.晶體,即
【專家解說】:基本解釋 1.物質(zhì)從液態(tài)(溶液或熔融狀態(tài))或氣態(tài)形成晶體。 2.晶體,即原子、離子或分子按一定的空間次序排列而形成的固體。也叫結(jié)晶體。 3.比喻珍貴的成果。例如:勞動的結(jié)晶/愛情的結(jié)晶。 詳細解釋 1. 熱的飽和溶液冷卻后,溶質(zhì)以晶體的形式析出這一過程叫結(jié)晶。 2. 即結(jié)晶體。 3. 比喻珍貴的成果。 艾青 《給烏蘭諾娃》詩:“不是天上的仙女,卻是人間的女神,比夢更美,比幻想更動人--是勞動創(chuàng)造的結(jié)晶。” 王朝聞 《藝術(shù)創(chuàng)作有特殊規(guī)律》:“這是形象思維方法的卓越成就,是想像與思考的結(jié)晶?!?[結(jié)晶原理】 溶質(zhì)從溶液中析出的過程,可分為晶核生成(成核)和晶體生長兩個階段,兩個階段的推動力都是溶液的過飽和度(溶液中溶質(zhì)的濃度超過其飽和溶解度之值)。晶核的生成有三種形式:即初級均相成核、初級非均相成核及二次成核。在高過飽和度下,溶液自發(fā)地生成晶核的過程,稱為初級均相成核;溶液在外來物(如大氣中的微塵)的誘導下生成晶核的過程,稱為初級非均相成核;而在含有溶質(zhì)晶體的溶液中的成核過程,稱為二次成核。二次成核也屬于非均相成核過程,它是在晶體之間或晶體與其他固體(器壁、攪拌器等)碰撞時所產(chǎn)生的微小晶粒的誘導下發(fā)生的。 對結(jié)晶操作的要求是制取純凈而又有一定粒度分布的晶體。晶體產(chǎn)品的粒度及其分布,主要取決于晶核生成速率(單位時間內(nèi)單位體積溶液中產(chǎn)生的晶核數(shù))、晶體生長速率(單位時間內(nèi)晶體某線性尺寸的增加量)及晶體在結(jié)晶器中的平均停留時間。溶液的過飽和度,與晶核生成速率和晶體生長速率都有關(guān)系,因而對結(jié)晶產(chǎn)品的粒度及其分布有重要影響。在低過飽和度的溶液中,晶體生長速率與晶核生成速率之比值較大(見圖),因而所得晶體較大,晶形也較完整,但結(jié)晶速率很慢。在工業(yè)結(jié)晶器內(nèi),過飽和度通??刂圃诮榉€(wěn)區(qū)內(nèi),此時結(jié)晶器具有較高的生產(chǎn)能力,又可得到一定大小的晶體產(chǎn)品。 晶體在一定條件下所形成的特定晶形,稱為晶習。向溶液添加或自溶液中除去某種物質(zhì)(稱為晶習改變劑)可以改變晶習,使所得晶體具有另一種形狀。這對工業(yè)結(jié)晶有一定的意義。晶習改變劑通常是一些表面活性物質(zhì)以及金屬或非金屬離子。 晶體在溶液中形成的過程稱為結(jié)晶。結(jié)晶的方法一般有2種:一種是蒸發(fā)溶劑法,它適用于溫度對溶解度影響不大的物質(zhì)。沿海地區(qū)“曬鹽”就是利用的這種方法。另一種是冷卻熱飽和溶液法[1]。此法適用于溫度升高,溶解度也增加的物質(zhì)。如北方地區(qū)的鹽湖,夏天溫度高,湖面上無晶體出現(xiàn);每到冬季,氣溫降低,石堿(Na2CO3·10H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等物質(zhì)就從鹽湖里析出來。在實驗室里為獲得較大的完整晶體,常使用緩慢降低溫度,減慢結(jié)晶速率的方法。 人們不能同時看到物質(zhì)在溶液中溶解和結(jié)晶的宏觀現(xiàn)象,但是溶液中實際上同時存在著組成物質(zhì)的微粒在溶液中溶解與結(jié)晶的兩種可逆的運動。通過改變溫度或減少溶劑的辦法,可以使某一溫度下溶質(zhì)微粒的結(jié)晶速率大于溶解的速率,這樣溶質(zhì)便會從溶液中結(jié)晶析出。 [結(jié)晶知識】 在結(jié)晶和重結(jié)晶純化化學試劑的操作中,溶劑的選擇是關(guān)系到純化質(zhì)量和回收率的關(guān)鍵問題。選擇適宜的溶劑時應(yīng)注意以下幾個問題: 1. 選擇的溶劑應(yīng)不與欲純化的化學試劑發(fā)生化學反應(yīng)。例如脂肪族鹵代烴類化合物不宜用作堿性化合物結(jié)晶和重結(jié)晶的溶劑;醇類化合物不宜用作酯類化合物結(jié)晶和重結(jié)晶的溶劑,也不宜用作氨基酸鹽酸鹽結(jié)晶和重結(jié)晶的溶劑。 2. 選擇的溶劑對欲純化的化學試劑在熱時應(yīng)具有較大的溶解能力,而在較低溫度時對欲純化的化學試劑的溶解能力大大減小。 3. 選擇的溶劑對欲純化的化學試劑中可能存在的雜質(zhì)或是溶解度甚大,以便能使雜質(zhì)在欲純化的化學試劑結(jié)晶和重結(jié)晶時留在母液中,在結(jié)晶和重結(jié)晶時不隨晶體一同析出;或是溶解度甚小,以便能使雜質(zhì)在欲純化的化學試劑加熱溶解時,很少在熱溶劑溶解,在熱過濾時被除去。 4. 選擇的溶劑沸點不宜太高,以免該溶劑在結(jié)晶和重結(jié)晶時附著在晶體表面不容易除盡。 用于結(jié)晶和重結(jié)晶的常用溶劑有:水、甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、冰醋酸、二氧六環(huán)、四氯化碳、苯、石油醚等。此外,甲苯、硝基甲烷、乙醚、二甲基甲酰胺、二甲亞砜等也常使用。二甲基甲酰胺和二甲亞砜的溶解能力大,當找不到其它適用的溶劑時,可以試用。但往往不易從溶劑中析出結(jié)晶,
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