在结晶法中,通过加入不溶的添加物即晶种,形成晶核,加快或促进与之晶型或立体构型相同的对映异构体结晶的生长.
一、结晶之简介
1. 结晶是纯质从一均匀相中所析出之高纯度之固体。
2. 组成之基本单位为由其成份原子、分子或离子在三度空间排列
整齐所构成之晶格。
3. 结晶之发生必需有过饱和之存在。
4. 结晶产品之纯度,通常为99%以上;如再结晶,则纯度可?small>
99.9%或 99.99%,甚至更高。
二、晶体种类
1. 金属晶体 金属晶体--由阳离子产生静电力,使带正电原子结合一起而和周围电子云结
合而成。
2. 离子晶体--由阴电性差异很大的阴阳离子结合。
3. 共价晶体--利用共用电子对形成。
4. 分子晶体--由凡得耳力结合。
5. 氢键晶体--由氢键结合而成。
6. 半导体--因杂有微量不纯物,结晶体有孔洞产生。
三、晶体形状
1. 三斜晶体:三结晶轴互相斜交。其长度均不同。
2. 单斜晶体:三结晶轴均不等长,其中两轴互相斜交,但皆垂直於第三轴。
3. 斜方晶体:三结晶轴均不等长,互相垂直。
4. 正方晶体:三结晶轴互相垂直,其中两轴等长,另一轴不等。
5. 三方晶体:等长三轴互相倾斜,且倾角相等。
6. 六方晶体:三轴等长,且相交成60度角。另一不等长的轴则与此平面垂直。
7. 等轴晶体:三轴相等,且相互垂直。
四、结晶习性
1. 结晶习性,俗称晶癖,指结晶成长过程中,各晶面相对的生长率。
2. 各晶面生长率随晶体本身之性质及外界之条件而变化。
3. 影响晶癖的主要因素
(1)溶剂种类
(2)不纯物的含量
(3)搅拌速度
(4) 溶液的PH值
(5) 溶液温度
五、结晶之赫夷定律
同一溶质所析出的晶体,其边长与面积的大小可能不同,然而各相
对 的夹角均相同;即析出之晶体均成几何相似,此为赫夷定律。
六、结晶之迈耶理论
1. 迈耶提出在溶解度曲线以上的过饱和区,再以过溶解度曲线分为不安
定区及准安定区。
2. 准安定区:只能成长晶体不能生成晶体,故需加入少数微小晶体,作
为晶种;如控制得当,可得较大之晶体。
3. 不安定区:会有大量微小晶体析出,分享了过饱和溶质的量,使晶体
无法长大,故成为微小的晶体。
七、结晶之方法—过饱和
1. 结晶之步骤:
(1) 晶核之生成: 单位聚群晶胚晶核
(2) 晶体的生长:晶核结合了动力单位而形者。
2. 达成过饱和之方法
(1) 冷却法:溶质之溶解度变化很大时。
(2) 溶剂蒸发法:溶质之溶解度随温度变化很小时。
(3) 盐析法:在溶液中加入第三种物质,藉以急速降低溶质之溶解度。
(4) 绝热蒸发法:急速蒸发,可降低溶液温度,同时减少溶剂的量。
3. 影响结晶的因素:
(1)晶种:在准安定区结晶,可获得大颗粒结晶。
(2)温度:温度不同,则溶液的饱和度不同。
(3)杂质:有杂质存在,则晶形不同。
(4) 搅拌:对於高黏度容液的结晶,搅拌,可以促进晶核成长。
八、晶体之纯度与母液
1. 晶体与溶液分离时可能含有母液。
2. 可用过滤或离心分离,或以新鲜溶剂洗涤。
九、结晶之管理与操作
结晶之目的在於求得适当大小及形状之高纯度晶体。
应注意事项如下:
1. 以适当加热方式除去多余之晶核。
2. 避免快速冷却及过大之过饱和度,以防止大量晶核产生。
3. 保持均匀之过饱和。
4. 选用器壁平滑之结晶器。
5. 减少碰撞及摩擦,以避免产生新晶核。
结晶介绍
http://content.edu.tw/vocation/chemical_engineering/tp_ss/content-wa/wchm2/wpage2-5.htm参考资料:http://content.edu.tw/vocation/chemical_engineering/tp_ss/content-wa/wchm2/wpage2-5.htm