溶解度曲线和物质的结晶

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溶解度曲线和物质的结晶

公主 侯英超

发布日期:2011-12-20 22:04:03

溶解度曲线和物质的结晶








公主 侯英超

发布日期:2011-12-20 22:04:03


如上图所示:曲线M为某一物质的溶解度曲线。在曲线M上的任一点,均表示在指定温度时的饱和溶液,此时V溶=V结,饱和溶液中所含溶质达到定值,溶质处于固液两相的平衡状态,也叫稳定状态。在M曲线下的任一点,均表示溶液未达平衡,即为不饱和溶液,并且只有一个液相(单相体系)。M曲线附近上边面积上的点如C0点,表示溶液里所溶解的溶质数量超过了在该温度时溶质的溶解度,即为过饱和溶液。这种状态有一定的稳定性,但没有饱和溶液稳定,所以又叫亚稳状态。

欲使物质结晶,从溶解度曲线看,应设法先制成过饱和溶液,然后通过蒸发溶剂或降温的办法(大多数固体物质的溶解度随温度降低而减小),使过饱和溶液变为饱和溶液,则过饱和溶液中的过量溶质便会成为晶体析出。

1、蒸发溶剂

设在t0℃时有一不饱和溶液,在图中用A0点表示。欲使该溶液变为过饱和溶液,则应恒温蒸发溶剂,由于溶剂量不断减少,溶液慢慢由不饱和变为饱和,在图中用A1点表示。此时溶液已达平衡状态,由于V溶=V结,故无晶体从溶液中析出。若继续恒温蒸发溶剂,则溶液可变为过饱和溶液,在图中用A2点表示。即在t0℃时,该饱和溶液中将有(S4-S3)g溶质析出。

2、降温

若把t0℃时的不饱和溶液A0降温至t1℃时,溶液A0由不饱和变为饱和,处于溶解平衡状态,在图中用B0点表示,此时V溶=V结故无晶体析出。若继续降温至t2℃时,溶液B0由饱和变为过饱和,在图中用C0点表示。当温度由t1℃降至t2℃时,在100g溶剂中将有(S2-S1)g溶质析出。

结晶是工业上常用的提纯物质的一种方法。对于接近饱和的溶液,若温度对固体溶质的溶解度影响不大时可采用蒸发溶剂的办法进行结晶(如NaCl),若温度对溶解度影响较大时,则可采用降低温度的方法进行结晶(如NaNO3等)。

溶液浓度较稀时,可用既加热蒸发溶剂,又降低湿度的方法使溶质结晶。