结晶

       结晶是提纯固态物质的重要方法之一。通常有两种结晶方法，一种是通过蒸发或气化，减少一部分溶剂而使溶液浓缩达到过饱和析出结晶，这种方法主要用于溶解度随温度下降而减少不多的物质，如氯化钠、氯化钾等；另一种是降低温度使溶液冷却达到过饱和而使结晶析出的方法。主要用于溶解度随温度下降而显著减小的物质，如硝酸钾、硝酸钠等。如果溶液中同时含有几种溶质，那么在不同温度下仍然可以将它们分别结晶出来，以达到分离的目的。因为在某一温度下，不同物质在溶液中的溶解度是不同的，因此通过分级结晶可将其分开。结晶是分两个阶段进行的，第一阶段是晶核的形成，第二阶段是晶核的成长。在结晶过程中通过控制晶核的数目可以调整晶体的大小。在结晶的后期，如通过过滤或离心分离等方法尽量除去结晶表面的母液，则可保证结晶产品的纯度，达到提纯物质的目的。

       影响结晶速度的主要因素是溶液的饱和程度与温度改变的关系。如果没有完全达到饱和程度，可通过满发使部分溶剂气化或降低温度使溶液达到饱和程度时，才能有结晶析出，但析出的结晶也不会太大。如果溶液已达到饱和甚至达到过饱和时，当温度稍一降低就会析出大量的结晶，通常温度降的越低结晶析出的就越多；晶核的生成速度及结晶生长速度主要与结晶温度有关，各种物质均有最适合的结晶温度。这种温度通常低于该物质的熔点。某物质在最适宜结晶的温度下，其结晶速度最大，高于和低于这个温度都不利于结晶的快速成长。

       结晶颗粒的大小要适合，颗粒大而均匀的结晶挟带母液较少而且易于洗涤，结晶太细和参差不齐的晶体能形成稠厚的糊状物，挟带母液较多且不易洗涤。结晶颗粒大小适宜而且较为均匀有利于物质的提纯。结晶颗粒的大小取决于冷却速度，如果在迅速冷却饱和液时，析出的结晶体颗粒小，如授慢地冷却则析出粗大的结晶颗粒，所以要控制适宜的冷却速度。

       为了要获得纯净的结晶，应该在结晶前先将溶液过滤除去杂质。如果冷却后，析不出结晶，可以振荡结晶皿，或用玻璃棒小心地摩擦皿壁，可以促使生成结晶核。也可以投入晶种，结晶就会逐渐增多。

       结晶的质点在空间是按一定规则排列的。所以，如果使含有极性基的物质放在电场或磁场内，则会使结晶速度显著地加快。

       因为结晶母液中一般含有饱和的溶质，所以结晶母液不要随便丢掉。可以加热浓缩再行结晶，或併入下次操作的母液中进行结晶。

       为了得到很纯的结晶，可以重新加适量溶剂加热使结晶溶解，然后再结晶，这样反复的操作叫多次重结晶。但重结晶的损耗量是很大的，因为每次的母液中都含有一定量的饱和溶质。所以重结晶的母液也不能随便丢掉。

       经过几次重结晶后物质是否提纯，可以通过测定熔点进行检验。如几次重结晶的晶体熔点相同，可以认为纯洁了。但应注意有的物质含有比较少量的杂质时，熔点亦可前后相同。