蒸发浓缩冷却结晶_蒸发结晶和蒸发浓缩冷却结晶


一、蒸发浓缩与冷却结晶

1. 浓缩的目的为何?

答:浓缩的目的是为了形成饱和溶液,为后续的冷却结晶过程打下基础。

当饱和溶液冷却时,如硝酸钾(KNO3),晶体便会析出。

2. 如何判断溶液是否已饱和?

答:当溶液现晶膜时,即表示溶液已达饱和状态。

观察到少量晶膜出现时,应停止加热。

3. 若在浓缩过程中溶质发生水解应如何处理?

答:以氯化铝(AlCl3)为例,其在水溶液中存在水解平衡。在蒸发浓缩过程中,由于盐酸的挥发,平衡会向右移动,导致得到Al(OH)3。对于像氯化镁、氯化铝、氯化铁这样的溶液,除了采用蒸发浓缩、冷却结晶法外,还需加入过量的盐酸来抑制溶质的水解。

4. 采用蒸发浓缩、冷却结晶法得到的晶体若是结晶水合物(如MgCl2·6H2O),如何获得无水盐?

答:将结晶水合物置于氯化氢气流中,通过蒸干的方法可以得到无水氯化物。

5. 溶质水解是否一定要采取防水解措施?

答:不一定。对于难挥发的弱碱盐,如硫酸镁、硫酸铝、硫酸铁等,虽然存在水解平衡,但由于硫酸的难挥发性,水分挥发导致平衡左移,最终仍能得到相应的硫酸盐。可以采用蒸发结晶法。

6. 如何提纯含有少量氯化钠杂质的硝酸钾溶液?

答:将溶液浓缩至产生少量晶膜后,进行冷却结晶。接着进行过滤、洗涤和干燥操作,这样少量NaCl杂质会留在母液中。

二、蒸发结晶与趁热过滤

7. 如何分离氯化钠与硝酸钾的混合物?

答:将混合物溶于水制得溶液,加热蒸发至出现大量晶体。随后趁热过滤、洗涤和干燥,得到NaCl晶体。接着将滤液冷却结晶,再次进行过滤、洗涤和干燥,便可得到KNO3晶体。

原理:氯化钠的溶解度随温度变化不大,而硝酸钾的溶解度随温度升高显著增大。通过蒸发和冷却过程可以实现两者的分离。

8. 如何提纯含有少量硝酸钾杂质的氯化钠溶液?

答:通过加热蒸发溶液至出现大量晶体,趁热过滤、洗涤和干燥,得到NaCl晶体。这样,少量的KNO3杂质会留在母液中。

原理与上同。

注:影响晶体生成的条件

晶粒的大小与结晶条件紧密相关。若溶质的溶解度越小、溶液的浓度越高、溶剂的蒸发速度越快或溶液冷却得越快,析出的晶粒将越细小。反之,则可以获得较大的晶体颗粒。