§2—3 物质的结晶

[实验 2—4]

1. 按图 2—5 所示做实验，得到约 60℃时的三种物质的饱和溶液。

1. 将盛有饱和溶液的三支试管，一起放入盛冷水的烧杯中，观察试管中发生的现象。

·有 析出。

[实验 2—5]用干洁的玻璃棒从盛硝酸钾溶液◻氖怨芾镎喝〖傅稳芤海◻ 蔚揭豢椴Ａ◻◻希◻◻旱斡梦⒒鸷娓桑ㄕ舾伤◻郑◻９鄄焓笛橄窒蟆*

·有 生成。

实验证明，降低饱和溶液的温度，溶质就从溶液里析出，让溶液里的溶剂蒸发，也可得到固体溶质。

仔细观察实验中制得的固体，可以看出它们都具有一定的几何形状（见图 2—6）。例如，食盐是立方体，明矾是八面体。我们把这种天然具有规则几何形状的固体叫做晶体。晶体从溶液里析出的过程叫做结晶。

结晶是溶质溶解的逆过程。盐场利用海水制盐，就是借助日光和风力使海水里的水分蒸发，得到食盐固体。榨糖厂、制药厂、化工厂等都要应用结晶操作。

结晶后剩余的溶液叫做母液。可以用过滤操作将晶体跟母液分离。

过滤是用来分离混合物中不溶于水的杂质的一种方法。例如，用水来溶解粗盐，通过过滤操作，可以除去混杂在粗盐中的泥沙和草屑等不溶物质。过滤的仪器装置如图 2—7 所示，过滤的操作在实验课中将要学到。

为了分离混合物中的可溶的固体物质，利用混合物中各种物质的溶解度不同，可以采用结晶的方法。

[实验 2—6]按图 2—8 做实验。最后从冷却的烧杯里可以得到较纯净的硝酸钾晶体。

讨论 为什么可以从实验 2—6 中得到较纯净的硝酸钾呢？

让我们查阅一下固体物质的溶解度曲线，可以看出，硝酸钾的溶解度随温度升降变化很大，而食盐的溶解度随温度升降变化并不显著。具体地说， 可作如下比较：

从实验 2—6 可以得知，加热后得到的硝酸钾饱和溶液，夹杂有溶解的食盐，这种热溶液对于食盐来说，远未饱和。当将这一溶液冷却时，其中溶解了的大部分硝酸钾将从溶液中结晶析出，而溶解了的食盐还不能结晶，仍留在溶液里。经过过滤分离，就能得到较纯净的硝酸钾晶体。要得到更纯净的硝酸钾晶体，可以把结晶出来的晶体，重新溶解在蒸馏水里，加热制成硝酸钾的饱和溶液，冷却，使它再一次结晶，然后过滤，可溶性杂质留在母液里。这样的分离方法叫做重结晶或叫做再结晶。这种分离方法能除去混合物里的杂质，得到纯净的物质，因此，又叫做提纯。

从以上分析，可以归纳出从溶液里结晶分离出固体溶质有两种方法： 1.降低温度。适用于溶解度受温度影响较大的固体溶质。

2.蒸发溶剂。适用于溶解度受温度影响较小的固体溶质。

问题 日常生活里，可观察到食用的晶碱，在室温时放置在干燥的空气

里，会逐渐变成粉末状，这是为什么？变色湿度计或隐显墨水又为什么会变颜色？

要了解这些现象的奥秘，就要学习结晶水合物。

许多物质从水溶液里析出晶体时，常结合一定数目的水分子，这样的水分子叫做结晶水。含有结晶水的物质叫做结晶水合物。结晶水合物很多， 现举几个实例：

有的物质结晶时，不和水分子结合，即不生成结晶水合物，例如食盐、氯化钾、硝酸钾等的晶体里就不含结晶水。

为了证实结晶水合物里含有结晶水，让我们来做下面的实验。

[实验 2—7]按图 2—9 安装好仪器。试管里盛有少量压碎了的蓝色的胆矾晶体，慢慢加热试管底部，观察发生的现象。

·蓝色晶体受热后变成 粉末；

·试管口部有 生成。

从实验看到，蓝色的胆矾受热后放出水蒸气，变成了白色粉末——无水硫酸铜。通过实验测定，每份式量的 CuSO4 跟 5 份式量的 H2O 结合在一起， 所以，胆矾晶体可以用 CuSO4·5H2O 表示。实验 2—7 这个化学反应表示如下：

CuSO4·5H2O CuSO4＋5H2O

（蓝色） （白色）

实验表明，结晶水合物受热后容易失掉结晶水。失去结晶水的化合物， 还可以跟水结合。

[实验 2—8]往实验 2—7 中冷却后的试管里，滴加几滴蒸馏水，观察白色粉末颜色的变化。

·粉末由白色变成了 色。

从实验知道，无水硫酸铜跟水起反应，又重新生成了蓝色的硫酸铜晶体： CuSO4＋5H2O CuSO4·5H2O

（白色） （蓝色）

各种结晶水合物的稳定性很不相同。很多结晶水合物在室温时就不太稳定。例如，晶碱（Na2CO3·10H2O）在干燥的空气里，会逐渐失去结晶水成为粉末（碱面）。结晶水合物在室温和干燥的空气里，失去一部分或全部结晶

水的现象叫做风化。