知识点：《蒸发冷却》 收集：沃迟蕾 编辑：紫罗兰君
本知识点包括：1、蒸发结晶过滤和蒸发浓缩冷却结晶过滤的区别是什么？ 2、蒸发结晶过滤和蒸发浓缩冷却结晶过滤的区别 3、蒸发浓缩 冷却结晶 蒸发结晶怎么用 4、蒸发式冷凝器的原理 5、热管式间接蒸发冷却器工作原理 。
《蒸发冷却》相关知识
晶体在溶液中形成的过程称为结晶.结晶的方法一般有2种：一种是蒸发溶剂法,它适用于温度对溶解度影响不大的物质.沿海地区“晒盐”就是利用的这种方法.另一种是冷却热饱和溶液法[1].此法适用于温度升高,溶解度也增加的物质.如北方地区的盐湖,夏天温度高,湖面上无晶体出现；每到冬季,气温降低,石碱(Na2CO3·10H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等物质就从盐湖里析出来.在实验室里为获得较大的完整晶体,常使用缓慢降低温度,减慢结晶速率的方法.
人们不能同时看到物质在溶液中溶解和结晶的宏观现象,但是溶液中实际上同时存在着组成物质的微粒在溶液中溶解与结晶的两种可逆的运动.通过改变温度或减少溶剂的办法,可以使某一温度下溶质微粒的结晶速率大于溶解的速率,这样溶质便会从溶液中结晶析出.
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【字词诠释】
【结晶原理】
【结晶知识】
【结晶过程】
【结晶性能】
[编辑本段]【字词诠释】
词目：结晶
拼音：jié jīng
基本解释
1.物质从液态（溶液或熔融状态）或气态形成晶体.
2.晶体,即原子、离子或分子按一定的空间次序排列而形成的固体.也叫结晶体.
3.比喻珍贵的成果.例如：劳动的结晶/爱情的结晶.
详细解释
1. 指物质从液态(溶液或熔融体)或气态形成晶体的过程.
2. 即结晶体.
3. 比喻珍贵的成果.
艾青 《给乌兰诺娃》诗：“不是天上的仙女,却是人间的女神,比梦更美,比幻想更动人－－是劳动创造的结晶.” 王朝闻 《艺术创作有特殊规律》：“这是形象思维方法的卓越成就,是想像与思考的结晶.”
[编辑本段]【结晶原理】
溶质从溶液中析出的过程,可分为晶核生成（成核）和晶体生长两个阶段,两个阶段的推动力都是溶液的过饱和度（溶液中溶质的浓度超过其饱和溶解度之值）.晶核的生成有三种形式：即初级均相成核、初级非均相成核及二次成核.在高过饱和度下,溶液自发地生成晶核的过程,称为初级均相成核；溶液在外来物（如大气中的微尘）的诱导下生成晶核的过程,称为初级非均相成核；而在含有溶质晶体的溶液中的成核过程,称为二次成核.二次成核也属于非均相成核过程,它是在晶体之间或晶体与其他固体（器壁、搅拌器等）碰撞时所产生的微小晶粒的诱导下发生的.
对结晶操作的要求是制取纯净而又有一定粒度分布的晶体.晶体产品的粒度及其分布,主要取决于晶核生成速率(单位时间内单位体积溶液中产生的晶核数)、晶体生长速率（单位时间内晶体某线性尺寸的增加量）及晶体在结晶器中的平均停留时间.溶液的过饱和度,与晶核生成速率和晶体生长速率都有关系,因而对结晶产品的粒度及其分布有重要影响.在低过饱和度的溶液中,晶体生长速率与晶核生成速率之比值较大（见图）,因而所得晶体较大,晶形也较完整,但结晶速率很慢.在工业结晶器内,过饱和度通常控制在介稳区内,此时结晶器具有较高的生产能力,又可得到一定大小的晶体产品.
晶体在一定条件下所形成的特定晶形,称为晶习.向溶液添加或自溶液中除去某种物质(称为晶习改变剂)可以改变晶习,使所得晶体具有另一种形状.这对工业结晶有一定的意义.晶习改变剂通常是一些表面活性物质以及金属或非金属离子.
晶体在溶液中形成的过程称为结晶.结晶的方法一般有2种：一种是蒸发溶剂法,它适用于温度对溶解度影响不大的物质.沿海地区“晒盐”就是利用的这种方法.另一种是冷却热饱和溶液法[1].此法适用于温度升高,溶解度也增加的物质.如北方地区的盐湖,夏天温度高,湖面上无晶体出现；每到冬季,气温降低,石碱(Na2CO3·10H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等物质就从盐湖里析出来.在实验室里为获得较大的完整晶体,常使用缓慢降低温度,减慢结晶速率的方法.
人们不能同时看到物质在溶液中溶解和结晶的宏观现象,但是溶液中实际上同时存在着组成物质的微粒在溶液中溶解与结晶的两种可逆的运动.通过改变温度或减少溶剂的办法,可以使某一温度下溶质微粒的结晶速率大于溶解的速率,这样溶质便会从溶液中结晶析出.
[编辑本段]【结晶知识】
在结晶和重结晶纯化化学试剂的操作中,溶剂的选择是关系到纯化质量和回收率的关键问题.选择适宜的溶剂时应注意以下几个问题：
1. 选择的溶剂应不与欲纯化的化学试剂发生化学反应.例如脂肪族卤代烃类化合物不宜用作碱性化合物结晶和重结晶的溶剂；醇类化合物不宜用作酯类化合物结晶和重结晶的溶剂,也不宜用作氨基酸盐酸盐结晶和重结晶的溶剂.
2. 选择的溶剂对欲纯化的化学试剂在热时应具有较大的溶解能力,而在较低温度时对欲纯化的化学试剂的溶解能力大大减小.
3. 选择的溶剂对欲纯化的化学试剂中可能存在的杂质或是溶解度甚大,以便能使杂质在欲纯化的化学试剂结晶和重结晶时留在母液中,在结晶和重结晶时不随晶体一同析出；或是溶解度甚小,以便能使杂质在欲纯化的化学试剂加热溶解时,很少在热溶剂溶解,在热过滤时被除去.
4. 选择的溶剂沸点不宜太高,以免该溶剂在结晶和重结晶时附着在晶体表面不容易除尽.
用于结晶和重结晶的常用溶剂有：水、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、冰醋酸、二氧六环、四氯化碳、苯、石油醚等.此外,甲苯、硝基甲烷、乙醚、二甲基甲酰胺、二甲亚砜等也常使用.二甲基甲酰胺和二甲亚砜的溶解能力大,当找不到其它适用的溶剂时,可以试用.但往往不易从溶剂中析出结晶,且沸点较高,晶体上吸附的溶剂不易除去,是其缺点.乙醚虽是常用的溶剂,但是若有其它适用的溶剂时,最好不用乙醚,因为一方面由于乙醚易燃、易爆,使用时危险性特别大,应特别小心；另一方面由于乙醚易沿壁爬行挥发而使欲纯化的化学试剂在瓶壁上析出,以致影响结晶的纯度.
在选择溶剂时必须了解欲纯化的化学试剂的结构,因为溶质往往易溶于与其结构相近的溶剂中―“相似相溶”原理.极性物质易溶于极性溶剂,而难溶于非极性溶剂中；相反,非极性物质易溶于非极性溶剂,而难溶于极性溶剂中.这个溶解度的规律对实验工作有一定的指导作用.如：欲纯化的化学试剂是个非极性化合物,实验中已知其在异丙醇中的溶解度太小,异丙醇不宜作其结晶和重结晶的溶剂,这时一般不必再实验极性更强的溶剂,如甲醇、水等,应实验极性较小的溶剂,如丙酮、二氧六环、苯、石油醚等.适用溶剂的最终选择,只能用试验的方法来决定.
关于晶体的析出 过滤得到的滤液冷却后,晶体就会析出.用冷水或冰水迅速冷却并剧烈搅动溶液时,可得到颗粒很小的晶体,将热溶液在空温条件下静置使之缓缓冷却,则可得到均匀而较大的品体.
如果溶液冷却后晶体仍不析出,可用玻璃抹摩控液面下的容器壁,也可加入品种,或进一步降低溶液温度(用冰水或其它冷冻溶液冷却). 如果溶液冷却后不析出品体而得到油状物时,可重新加热,至形成澄清的热溶液后,任其自行冷却,并不断用玻璃棒搅拌溶液,摩擦器壁或投人品种,以加速品体的析出.若仍有油状物开始忻出,应立即剧烈搅拌使油滴分散.
[编辑本段]【结晶过程】
的确是一门学问,国内在结晶方面专家首推天津大学化工学院的王静康院士.关于这方面的理论书籍不少,但是真正具体到每一类物质或每个物质,他们又不完全相同.共性的东西可能是理论上的,具体到每一类化合物的结晶过程的讨论可能对大家最有帮助.溶剂的选择（单一或复合）、结晶温度,搅拌速度,搅拌方式,过饱和度的选择,养晶的时间,溶媒滴加的方式和速率等等,另外,在溶解、析晶、养晶这些过程中,上述温度、搅拌速度、时间多少、加入方式和速度还不完全一样.所以诸多因素叠加在一起,更是觉得难度大. 一般说来,先应该选择主要的条件,使结晶过程能够进行下去,得到晶体,然后再优化上述条件.条件成熟后,才能进行中试和生产.如果是进行理论研究可能着重点就不一样了.如果是搞应用研究,那么溶剂相对来说不难选择,关键点在于使用这种溶剂能否找到过饱和点,过饱和点区间是不是好控制.如果过饱和点不好选,或过饱和度不够,很难析晶,更别提养晶了.这时可能要考虑复合溶媒,调整过饱和区间.所以我认为结晶过程最主要的是析晶过程,这时候各个条件的控制最为重要.控制好析晶过程,结晶过程大概完成60%.
养晶过程相对来说好控制一些,主要是按照优化参数,控制好条件,一般问题不大,放大过程中也基本不会出问题. 如果搞基础研究,物性还不是很清楚,结晶过程的研究可能花费的时间,精力较大.但一旦把整个过程搞明白,还是很有价值的.
[编辑本段]【结晶性能】
从液态（溶液或熔融物）或气态原料中析出晶体物质,是一种属于热、质传递过程的单元操作.从熔融体析出晶体的过程用于单晶制备,从气体析出晶体的过程用于真空镀膜,而化工生产中常遇到的是从溶液中析出晶体.根据液固平衡的特点,结晶操作不仅能够从溶液中取得固体溶质,而且能够实现溶质与杂质的分离,借以提高产品的纯度.早在5000多年前,人们已开始利用太阳能蒸浓海水制取食盐.现在结晶已发展成为从不纯的溶液里制取纯净固体产品的经济而有效的操作.许多化工产品（如染料、涂料、医药品及各种盐类等）都可用结晶法制取,得到的晶体产品不仅有一定纯度,而且外形美观,便于包装、运输、贮存和应用.
知识拓展：
1： 怎么区分蒸发结晶冷却结晶尽量讲详细一点!
知识要点归纳：
蒸发结晶指的是溶液通过溶剂的散失（即蒸发）,使得溶液达到饱和状态,继而达到过饱和状态.由于在一定的温度下,一定量的水（或溶剂）所能溶解的某一溶质的质量是有限的,那么多余的溶质就会随着溶剂的减少而析出,即结晶.
冷却结晶是指饱和溶液通过降低溶液的温度,使溶质析出的方法.一般来说,溶液的温度越高,一定质量的溶剂所能溶解的某一溶质的质量越大,那么降低溶液的温度,就会有溶质析出.
典型的蒸发结晶的例子是海水晒盐,冷却结晶的例子暂时想不出来,不过你可以用一杯热水加糖,加到糖再也不溶解的情况时,澄清的糖水就是饱和溶液,把它冷却一段时间后,看到又重新析出固体糖,这就是冷却结晶.
楼上的说法是把凝华和液化过程,不是蒸发结晶和冷却结晶.
2： 【重结晶,冷却结晶,蒸发结晶分别是什么】
知识要点归纳：
这几个概念是中学的难点,要注意区分.
重结晶,就是重复结晶,是一个笼统的用语.
冷却结晶,是结晶中的一种方法,即先加热得到热饱和溶液,再冷却,在降温的过程中,溶质的溶解度减小,所以结晶析出,一般适用于溶解度随温度变化较大的,如KNO3.
蒸发结晶,即直接加热将溶剂蒸发,即得到溶质晶体,一般适用于溶解度随温度变化不大的物质,且在加热过程中不会分解性质稳定的,如NaCl.
3： 蒸发结晶和冷却热饱和溶液的区别?求详解,
知识要点归纳：
这是九年级下册【溶液】里的知识：
“冷却热饱和溶液结晶法”简称“冷却热饱和溶液法”,又称“降温结晶法”.它是给饱和溶液结晶的一种方法.实质上就是通过降低温度的方法使溶质从溶液中以晶体的形式析出来（适用于溶解度随温度的升高而明显增大的物质）.一般就是指把在温度比较高的情况下饱和的溶液将其温度降低,使其析出晶体的过程..
“蒸发溶剂结晶法”简称“蒸发溶剂法”,它是饱和溶液结晶的一种方法,适合溶解度随温度变化不大的物质.
纯手打,希望可以帮助你,
4： 蒸发结晶与蒸发浓缩冷却结晶过滤有什么不同蒸发浓缩冷却结晶过滤=冷却结晶吗?要想得到带结晶水的晶体应该用什么
知识要点归纳：
前者是在较高温度下析出结晶,主要是用于溶解度对温度变化小的物质,后者是在较低温度下结晶,主要用于溶解度随温度变化大的物质.通常结晶温度越低,晶体含结晶水越多,硫酸钠就是个典型的例子.
5： 冷却结晶与蒸发结晶的实验步骤
知识要点归纳：
蒸发步骤（以粗盐提纯为例）
第一步称量：用托盘天平称量一定质量的粗盐
第二步溶将称量好的粗盐放入干燥的烧杯中,加水溶解,加一点溶一点,并用玻璃棒搅拌
第三步过滤：将滤纸折成四折,撑开,放在漏斗中,一边三折,一边一折,滤纸边缘一定要低于漏斗边缘,将玻璃棒抵在三层的滤纸边缘,将烧杯嘴靠在玻璃棒上,慢慢倒液体,记住液体高度不要超过滤纸边缘（注意：漏斗口靠在烧杯壁上）
第四步蒸发：将滤液倒入蒸发皿中,点燃酒精灯,等到液体略微沸腾时,边加热边用玻璃棒搅拌,防止液体飞溅,等到蒸发皿中有较多固体析出时,停止加热
（冷却固体我们没学,不过以上步骤绝对正确,可以放心采纳）!
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