結晶設備(bei)之冷卻結晶的原理及應用(yong)
每(mei)一個使用(yong)(yong)結(jie)晶設備的人員都應(ying)(ying)該明白,隨著現(xian)代結(jie)晶技術的發展,越來越多(duo)的結(jie)晶方法被(bei)發現(xian),接(jie)下來小編就(jiu)簡單為大家(jia)介(jie)紹一下關于冷(leng)卻結(jie)晶的原理(li)及(ji)應(ying)(ying)用(yong)(yong)。
冷卻(que)結(jie)晶又被稱為冷卻(que)熱飽(bao)(bao)和溶(rong)(rong)液結(jie)晶法(fa),是給飽(bao)(bao)和溶(rong)(rong)液結(jie)晶的(de)(de)一種方法(fa)。實質上(shang)就是通過(guo)降低溫(wen)度的(de)(de)方法(fa)使溶(rong)(rong)質從溶(rong)(rong)液中以晶體的(de)(de)形式析(xi)出(chu)來(適用于溶(rong)(rong)解度隨溫(wen)度的(de)(de)升(sheng)高而(er)明顯增大的(de)(de)物(wu)質)。一般就是指把在(zai)溫(wen)度比較(jiao)高的(de)(de)情況下飽(bao)(bao)和的(de)(de)溶(rong)(rong)液將其溫(wen)度降低,使其析(xi)出(chu)晶體的(de)(de)過(guo)程(cheng)。
冷卻結晶(jing)的工作原理在于:
溫度(du)(du)影(ying)響(xiang)物(wu)(wu)質的(de)溶(rong)(rong)(rong)解度(du)(du),一般(ban)是(shi)(shi)溫度(du)(du)上升,溶(rong)(rong)(rong)解度(du)(du)就跟著上升(也有溫度(du)(du)上升,溶(rong)(rong)(rong)解度(du)(du)跟著下(xia)(xia)降的(de),例如氫氧(yang)化(hua)鈣、二氧(yang)化(hua)碳等物(wu)(wu)質)。然后在高溫下(xia)(xia)把(ba)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)弄成飽(bao)(bao)和狀態。這(zhe)個時候單(dan)位溶(rong)(rong)(rong)液(ye)里的(de)溶(rong)(rong)(rong)解物(wu)(wu)含(han)量(liang)很高,然后降溫,使溶(rong)(rong)(rong)解度(du)(du)降低,這(zhe)樣單(dan)位溶(rong)(rong)(rong)液(ye)里的(de)溶(rong)(rong)(rong)解物(wu)(wu)含(han)量(liang)應該(gai)降低,而這(zhe)多余的(de)溶(rong)(rong)(rong)解物(wu)(wu)只好以固體(晶(jing)體)的(de)形(xing)式從溶(rong)(rong)(rong)液(ye)中析出來。這(zhe)就是(shi)(shi)冷(leng)卻熱飽(bao)(bao)和溶(rong)(rong)(rong)液(ye)結(jie)晶(jing)法。簡稱冷(leng)卻熱飽(bao)(bao)和溶(rong)(rong)(rong)液(ye)法。可溶(rong)(rong)(rong)物(wu)(wu)質在不同(tong)的(de)溫度(du)(du)時,溶(rong)(rong)(rong)解度(du)(du)也不同(tong)。大部分(fen)物(wu)(wu)質是(shi)(shi)隨(sui)溫度(du)(du)的(de)升高,溶(rong)(rong)(rong)解度(du)(du)也隨(sui)之(zhi)升高的(de)。冷(leng)卻熱飽(bao)(bao)和溶(rong)(rong)(rong)液(ye)法也只適用于這(zhe)樣的(de)物(wu)(wu)質。
方(fang)法是:在較(jiao)高溫度時,使溶液達到飽和狀態,這樣在溫度降低(di)后,因為物質的溶解度下降,溶液中會(hui)析出(chu)這種(zhong)物質的晶體。
冷卻熱飽和溶液法是(shi)用(yong)來結晶溶質(zhi)隨溫(wen)度(du)的(de)變(bian)(bian)化(hua)其溶解(jie)度(du)變(bian)(bian)化(hua)較明(ming)顯的(de)物質(zhi)(蒸發溶劑結晶法是(shi)用(yong)來結晶溶質(zhi)隨溫(wen)度(du)的(de)變(bian)(bian)化(hua)其溶解(jie)度(du)變(bian)(bian)化(hua)不明(ming)顯或基本無變(bian)(bian)化(hua)的(de)物質(zhi))。
當溶液被(bei)冷卻時,這(zhe)時溶液的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)是逐(zhu)漸下降的(de)(de)(de),這(zhe)個時候(hou)只有“溶解(jie)度(du)隨溫(wen)度(du)變化較大(da)的(de)(de)(de)物質”它的(de)(de)(de)溶解(jie)度(du)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)小,這(zhe)個時候(hou)它就結晶析出(chu)了,當然這(zhe)種情況(kuang)也是發生在溶解(jie)度(du)隨溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)升高而(er)增大(da)的(de)(de)(de)物質上(shang)。反之,則是給溶解(jie)度(du)隨溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)升高而(er)減小的(de)(de)(de)物質結晶的(de)(de)(de)方法。
工業上,此法常與濃(nong)縮聯合使(shi)用(yong),先濃(nong)縮溶液,然后使(shi)用(yong)冷(leng)卻熱飽(bao)和溶液結晶法,得(de)到該(gai)溶質(zhi)結晶,然后離心(xin),得(de)到此種溶質(zhi)。
冷卻結晶在工業上的(de)(de)(de)應用非(fei)常(chang)(chang)廣泛,但是(shi)在工業上應用還必須(xu)考慮一個重要條件(jian),就是(shi),溶質的(de)(de)(de)溶解(jie)度必須(xu)對溫度非(fei)常(chang)(chang)敏(min)感(gan)。即在溫度下降(jiang)(jiang)時,溶質的(de)(de)(de)溶解(jie)度必須(xu)要有一個比較(jiao)大的(de)(de)(de)改(gai)變(bian),這樣(yang)才可以得(de)到大量的(de)(de)(de)結晶,產生效(xiao)益。否則不能適用。在實驗室里為獲得(de)較(jiao)大的(de)(de)(de)完整晶體(ti),常(chang)(chang)使用緩慢(man)降(jiang)(jiang)低溫度,減慢(man)結晶速率的(de)(de)(de)方(fang)法。
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