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04 实验三 由胆矾精制五水硫酸铜 .ppt

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本课件以胆矾精制五水硫酸铜为线索,交代加热溶解、水浴蒸发浓缩、热过滤与结晶重结晶等学习目标,分析晶体大小的内外因、分离效果与产量质量的取舍,按溶解度温度系数给出浓缩终点,最后说明操作要点与产品质量区间。

实验三目的与结晶原理页,列出加热溶解、水浴蒸发、热过滤、结晶与重结晶四项操作目标,并指出结晶需溶液过饱和
晶体大小影响因素页,区分晶体习性这一内因,与过饱和浓度、溶质溶解度、冷却速度、搅拌摩擦四项外因
分离效果分析页,对比晶体太小吸附杂质多、晶粒太大产率低、结晶太快包裹母液三种情形,指出应控制晶体大小合适
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第1页:实验三目的要求与结晶原理

目的要求

  1. 学习并掌握下述基本操作:固体的加热溶解、水浴蒸发浓缩、热过滤、结晶与重结晶。
  2. 复习减压过滤操作。
  3. 了解结晶过程基本知识。
  4. 掌握结晶与重结晶提纯固体物质的原理和方法。

原理与基本知识

结晶
从无序到有序即熵值减少的过程。发生的基本条件是“溶液处于过饱和状态即热力学不稳定状态”。

第2页:影响晶体大小的因素

内因
晶体的习性(形成大晶体或小晶体)。
外因
下列因素使晶核数目增多、析出晶体较小:
  1. 溶液过饱和浓度大
  2. 溶质溶解度较小
  3. 冷却速度快
  4. 搅拌和摩擦容器内壁

第3页:晶体大小与分离效果

晶体太小
表面积大,吸附和挟带母液(杂质)较多,不易洗净,分离效果差。
晶粒太大
结晶时要求溶液浓度小,产率较低。
结晶太快
晶体中易包裹母液,产品纯度低。

所以,要控制晶体大小合适。

第4页:产量质量关系与重结晶

产量与质量的关系是一对矛盾。需根据要求选择条件,应在保证质量的同时尽量提高产量。对本实验:若浓缩过度,产量高、质量低;反之,浓缩不足,则产量低、质量高。

结晶
物质从溶液析出晶体的过程。
重结晶
将晶体先行溶解,然后再结晶析出的过程。一般情况下避免再浓缩。

第5页:溶解度温度系数与浓缩终点

浓缩程度控制:目的是在保证产品质量前提下尽可能多地提高其产量,由物质的溶解度随温度变化大小即“溶解度温度系数”决定。

溶解度温度系数与浓缩终点
溶解度温度系数代表物质浓缩终点
较大KNO3浓缩到有少量晶膜出现即可
适中CuSO4浓缩到液面形成薄层晶膜
较小摩尔盐浓缩到液面形成较厚晶膜
很小NaCl浓缩到溶液粘稠才行

第6页:实验三基本操作演示

基本操作(教师要逐一演示)

  1. 固体的溶解:(P32)加热、搅拌。搅拌时玻棒不能碰容器的壁或底。
  2. 热过滤:(P35)
  3. 水浴加热:(P18-19)有2种方式。
  4. 蒸发浓缩:(P32-33)
  5. 结晶与重结晶:(P33)重结晶时要注意控制水量,先加入比理论量少的水量、加热溶解,不溶部分再逐滴加水至刚好溶解。

第7页:蒸发浓缩与结晶注意事项

  • 水浴蒸发浓缩的特点是慢,搅拌可加快蒸发,在中后期不能搅拌,否则不易控制晶膜。
  • 浓缩至刚好有一层晶膜即可。
  • 可用冷水冷却以加快结晶速度,但要搅拌以防止形成大晶体。
  • 产品回收。

实验结束后交实验结果:姓名、专业、日期;粗产品质量 W1、母液体积 V1、重结晶产品质量 W2、母液体积 V2。

第8页:实验三产品质量要求

产品要求不告诉学生,批改实验报告时按要求扣分。

粗产品质量
13–15 g,太多或太少都扣分。
重结晶产品质量
8–11 g,太多或太少都扣分。
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