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化學結晶怎麼形成

發布時間:2022-05-27 14:24:55

Ⅰ 化學結晶在結晶過程中怎樣才能結出形狀比較大的結晶

晶體產品的粒度及其分布,主要取決於晶核生成速率(單位時間內單位體積溶液中產生的晶核數)、晶體生長速率(單位時間內晶體某線性尺寸的增加量)及晶體在結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系,因而對結晶產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,因而所得晶體較大,晶形也較完整,但結晶速率很慢。

Ⅱ 水的結晶是什麼,又是怎樣形成的(小學生能

結晶:物質從液態(溶液或熔融狀態)升華到氣態時形成的晶體。

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。也叫結晶體。一般由純物質生成,具有固定的熔點,旋光度。

水結晶是水(化學式:H₂O)溫度降低到凝固點以下後(通常為零度,稱為冰點)形成的固體,也就是冰。通過高倍顯微鏡(電鏡)可以觀察到水在某些苛刻情況下的單結晶體。雪、霜、和某些寒冷狀態下霧,都是水的結晶體。相似環境下的水結晶體具有相似性。

自然界中常見於寒冷的冬季,在溫度較低時凍結的冰塊、水霧在氣溫驟降時附著在樹枝上形成的霧凇、過冷水從雲層中落下碰到物體後形成的凍雨、雲層自然凝結並結晶形成的雪花、冬季室內空氣中的水汽遇到寒冷玻璃形成的霜花等等,都是液體水或者氣體水在凝固點溫度以下所凝固成晶體後的宏觀結果。這是一種常見的自然現象。

產生機理

自然界中液體凝固成晶體的過程叫做結晶。水(H₂O)會在特定的環境下形成固體,水的固態——冰,一般是呈多晶體狀態,雖然和晶體一樣有固定的熔點,但有一些晶體特徵它不具備,如各向異性和規則形狀。由於冰不具備規則的質點排列形狀,因此冰的微觀形態是不固定的。從微觀上看,水在溫度降低到凝固點以下且有凝結核的情況下,會首先結晶成單晶,然後以單晶為凝結核繼續結晶,形成形狀各異的結晶(多晶)。受結晶時的溫度、壓力、雜質等很多因素的影響,水結晶(多晶)的微觀形狀各不相同。

研究歷史

加州理工學院物理系主任Kenneth Lebbrecht在研究水結晶的過程中發現,水分子可以形成六角形的晶格結構,這些六角體有兩個六角形的面和六個正方形的面。

水分子排列形成晶體,紅色點代表氧原子

(水分子可以通過有規律地排列形成晶體,圖中紅色的點代表氧原子)

如果晶體向兩個六角形的面的方向生長,就會變成一個柱狀晶體;而如果向六個正方形面的方向生長,則會形成一個片狀的六邊形晶體

晶體生長方向很大程度上決定晶體形狀

(晶體的生長方向很大程度上決定了晶體的最終形狀)

在此基礎上,片狀或柱狀晶體還能長成更加復雜的結構,最終形成各式各樣的雪花。

雪花的形成過程

(雪花的形成過程)

Kenneth Lebbrecht發現,溫度和濕度是決定雪花形狀的最重要的兩個因素。如果結晶溫度在-5℃到-10℃之間,晶體更容易形成柱狀或是針狀的結構。而在-15℃左右的情況下,水氣傾向於結成片狀的雪花。至於雪花的復雜程度,則和濕度有關。濕度越小,雪花的形狀就越簡單。

Ⅲ 化學 什麼叫結晶

結晶

[解釋]1.物質從液態(溶液或溶融狀態)或氣態形成晶體。

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。也叫結晶體。

3.比喻珍貴的成果。例如:勞動的結晶/愛情的結晶。

晶體在溶液中形成的過程稱為結晶。結晶的方法一般有2種:一種是蒸發溶劑法,它適用於溫度對溶解度影響不大的物質。沿海地區「曬鹽」就是利用的這種方法。另一種是冷卻熱飽和溶液法。此法適用於溫度升高,溶解度也增加的物質。如北方地區的鹽湖,夏天溫度高,湖面上無晶體出現;每到冬季,氣溫降低,純鹼(Na2CO3·10H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等物質就從鹽湖裡析出來。在實驗室里為獲得較大的完整晶體,常使用緩慢降低溫度,減慢結晶速率的方法。

人們不能同時看到物質在溶液中溶解和結晶的宏觀現象。但是卻同時存在著組成物質微粒在溶液中溶解與結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微粒的結晶速率大於溶解的速率,這樣溶質便會從溶液中結晶析出。

結晶知識集

結晶

在結晶和重結晶純化化學試劑的操作中,溶劑的選擇是關繫到純化質量和回收率的關鍵問題。選擇適宜的溶劑時應注意以下幾個問題:

1. 選擇的溶劑應不與欲純化的化學試劑發生化學反應。例如脂肪族鹵代烴類化合物不宜用作鹼性化合物結晶和重結晶的溶劑;醇類化合物不宜用作酯類化合物結晶和重結晶的溶劑,也不宜用作氨基酸鹽酸鹽結晶和重結晶的溶劑。

2. 選擇的溶劑對欲純化的化學試劑在熱時應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或是溶解度甚大,在欲純化的化學試劑結晶和重結晶時留在母液中,在結晶和重結晶時不隨晶體一同析出;或是溶解度甚小,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,以免該溶劑在結晶和重結晶時附著在晶體表面不容易除盡。
用於結晶和重結晶的常用溶劑有:水、甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、冰醋酸、二氧六環、四氯化碳、苯、石油醚等。此外,甲苯、硝基甲烷、乙醚、二甲基甲醯胺、二甲亞碸等也常使用。二甲基甲醯胺和二甲亞碸的溶解能力大,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晶,且沸點較高,晶體上吸附的溶劑不易除去,是其缺點。乙醚雖是常用的溶劑,但是若有其它適用的溶劑時,最好不用乙醚,因為一方面由於乙醚易燃、易爆,使用時危險性特別大,應特別小心;另一方面由於乙醚易沿壁爬行揮發而使欲純化的化學試劑在瓶壁上析出,以致影響結晶的純度。

在選擇溶劑時必須了解欲純化的化學試劑的結構,因為溶質往往易溶於與其結構相近的溶劑中―「相似相溶」原理。極性物質易溶於極性溶劑,而難溶於非極性溶劑中;相反,非極性物質易溶於非極性溶劑,而難溶於極性溶劑中。這個溶解度的規律對實驗工作有一定的指導作用。如:欲純化的化學試劑是個非極性化合物,實驗中已知其在異丙醇中的溶解度太小,異丙醇不宜作其結晶和重結晶的溶劑,這時一般不必再實驗極性更強的溶劑,如甲醇、水等,應實驗極性較小的溶劑,如丙酮、二氧六環、苯、石油醚等。適用溶劑的最終選擇,只能用試驗的方法來決定。

Ⅳ 化學里的析出晶體原理是什麼

溶質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(結晶溶液中溶質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;而在含有溶質晶體的溶液中的成核過程,稱為二次成核。二次成核也屬於非均相成核過程,它是在晶體之間或晶體與其他固體(器壁、攪拌器等)碰撞時所產生的微小晶粒的誘導下發生的。
對結晶操作的要求是製取純凈而又有一定粒度分布的晶體。晶體產品的粒度及其分布,主要取決於晶核生成速率(單位時間內單位體積溶液中產生的晶核數)、晶體生長速率(單位時間內晶體某線性尺寸的增加量)及晶體在結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系,因而對結晶產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,但結晶速率很慢。在工業結晶器內,過飽和度通常控制在介穩區內,此時結晶器具有較高的生產能力,又可得到一定大小的晶體產品。使結晶完整。
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(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。這對工業結晶有一定的意義。晶習改變劑通常是一些表面活性物質以及金屬或非金屬離子。
晶體在溶液中形成的過程稱為結晶。結晶的方法一般有2種:一種是蒸發溶劑法,它適用於溫度對溶解度影響不大的物質。沿海地區「曬鹽」就是利用的這種方法。另一種是冷卻熱飽和溶液法[4] 。此法適用於溫度升高,溶解度也增加的物質。如北方地區的鹽湖,夏天溫度高,湖面上無晶體出現;每到冬季,氣溫降低,石鹼(Na2CO3·10H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等物質就從鹽湖裡析出來。在實驗室里為獲得較大的完整晶體,常使用緩慢降低溫度,減慢結晶速率的方法。
人們不能同時看到物質在溶液中溶解和結晶的宏觀現象,但是溶液中實際上同時存在著組成物質的微粒在溶液中溶解與結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微粒的結晶速率大於溶解的速率,這樣溶質便會從溶液中結晶析出。
參見:http://ke..com/view/148817.htm

Ⅳ 化學中結晶是什麼

在化學裡面,熱的飽和溶液冷卻後,溶質以晶體的形式析出,這一過程叫結晶。

Ⅵ 我想知道晶體是怎麼形成的

晶體的形成過程就是結晶.它是一個復雜的物體化學過程------不同的物質的結晶條件是不同的,有些物質的結晶的主導因素是物體過程,有些則是化學過程為主.
鹽和糖可以通過溶劑的散失去達到結晶,也可以通過化學交換實現結晶,普通礦物的結晶既可能是在沉積環境中進行,也可能在岩漿入侵環境中發生.
結晶體的大小形態,與結晶環境的穩定程度和晶體物質供應具有對應關系.

Ⅶ 晶體的形成過程是怎樣的

晶體是怎樣形成的呢?去過海邊的人們可以見到岸邊的鹽池中海水蒸發後結晶的過程。這是最簡單的晶體形成過程。晶體形成的原理比較復雜,即使原來不結晶的物質在一定的物理化學條件(溫度、壓力等條件)下也能轉變為結晶質。物質結晶的方式有三種: 1、由氣體結晶,如火山口硫蒸氣冷凝直接形成硫磺晶體;2、從液體(溶液或熔融體)中結晶,如鹽湖中因蒸發使溶液達到過飽和而結晶出石鹽和硼砂等晶體,再如岩漿熔融體因過冷卻而結晶出長石、石英、雲母等晶體等;3、由固態的非晶質結晶,如非晶質的火山玻璃經過晶化而形成結晶質的石髓等。

Ⅷ 化學什麼叫結晶怎麼結

晶體在溶液中形成的過程稱為結晶。
結晶的方法一般有2種:一種是蒸發溶劑法,它適用於溫度對溶解度影響不大的物質。
另一種是冷卻熱飽和溶液法,此法適用於溫度升高。

Ⅸ 晶體是怎樣形成的

晶體是在物相轉變的情況下形成的。物相有三種,即氣相、液相和固相。只有晶體才是真正的固體。由氣相、液相轉變成固相時形成晶體,固相之間也可以直接產生轉變。 晶體生成的一般過程是先生成晶核,而後再逐漸長大。一般認為晶體從液相或氣相中的生長有三個階段:①介質達到過飽和、過冷卻階段;②成核階段;②生長階段。在某種介質體系中,過飽和、過冷卻狀態的出現,並不意味著整個體系的同時結晶。體系內各處首先出現瞬時的微細結晶粒子。這時由於溫度或濃度的局部變化,外部撞擊,或一些雜質粒子的影響,都會導致體系中出現局部過飽和度、過冷卻度較高的區域,使結晶粒子的大小達到臨界值以上。這種形成結晶微粒子的作用稱之為成核作用。 介質體系內的質點同時進入不穩定狀態形成新相,稱為均勻成核作用。 在體系內的某些局部小區首先形成新相的核,稱為不均勻成核作用。 均勻成核是指在一個體系內,各處的成核幾宰相等,這要克服相當大的表面能位壘,即需要相當大的過冷卻度才能成核。 非均勻成核過程是由於體系中已經存在某種不均勻性,例如懸浮的雜質微粒,容器壁上凹凸不平等,它們都有效地降低了表面能成核時的位壘,優先在這些具有不均勻性的地點形成晶核。因之在過冷卻度很小時亦能局部地成核。 在單位時間內,單位體積中所形成的核的數目稱成核速度。它決定於物質的過飽和度或過冷卻度。過飽和度和過冷卻度越高,成核速度越大。成核速度還與介質的粘度有關,輪度大會阻礙物質的擴散,降低成核速度 晶核形成後,將進一步成長。

Ⅹ 化學中什麼是「結晶」帶結晶水的物質性質是什麼為什麼會有結晶水的出現

(1)結晶就是已經溶解在溶液中的溶質,由於溶液溫度下降、溶劑蒸發減少等因素的影響,而從溶液中以晶體的形式析出的過程;(2)帶有結晶水的物質的性質:①有些結晶水合物加熱時會自行熔化,這種溶質溶解於結晶水所形成的溶液(如Na2S2O3·5H2O的熔化);②有些結晶水合物在空氣中會逐漸自動失去結晶水,這種過程叫做風化,例如十水合碳酸鈉Na2CO3·10H2O
=
Na2CO3
+
10H2O;②很多結晶水合物在加熱時會逐漸失去水分子,最終轉變為無水物,例如五水合硫酸銅晶體:CuSO4·5H2O

CuSO4·3H2O

CuSO4·H2O

CuSO4(無水硫酸銅,白色);還有很多強酸弱鹼鹽的結晶水合物在加熱時發生水解反應,最終會得到金屬氧化物,而不是無水鹽,例如六水合氯化鎂:MaCl2·6H2O

MgO
+
2HCl
+
5H2O,如果要得到MgCl2,則需在加熱時不斷通HCl氣體以抑制Mg(2+)的水解。

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