曹广雪
仔细观察结晶的食盐、明矾等,可以发现它们都具有一定的几何形状,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作晶体。晶体从溶液里析出的过程叫作结晶,结晶是溶质溶解的逆过程。
接下来,我将带领大家利用离子晶体的饱和溶液进行结晶实验。
【实验材料】
硫酸铜、氯化铜(氯化钠、氯化钴等各色晶体)、铜丝、滤纸、细棉线、无水乙醇、蒸馏水。
【实验仪器】
烧杯、培养皿、胶头滴管、注射器、剪刀、药匙。
【实验步骤】
1.将细棉线缠绕在铜丝上,并折成心形(或者你喜欢的其他形状),将滤纸折成玫瑰(或千纸鹤、蝴蝶等)形状。
2.用蒸馏水分别溶解硫酸铜、氯化钴、氯化铜、氯化钠晶体,配制成饱和溶液(至晶體不再溶解,上层液体为饱和溶液)。
3.将纸玫瑰和用细棉线缠绕铜丝制成的各种物体放入培养皿。
用胶头滴管向其滴加对应的饱和溶液,等待溶液挥发。
4.为了加快挥发速度,可把上述培养皿置于向阳、通风处。
5.也可用注射器吸取无水乙醇滴加到培养皿四周。
6.耐心等待饱和溶液中的水分挥发后再次滴加,直至出现大晶体(室温干燥环境中需要约一周的时间)。
【实验原理】
在实际生产中,常常需要使物质从溶液中结晶析出,如从甘蔗汁中提取砂糖、从海水中提取食盐等。
使物质结晶析出的方法有两种:一种是冷却法,即降低饱和溶液的温度。这种方法适用于溶解度受温度变化影响较大的固体溶质,如硝酸钾的结晶。另一种是蒸发溶剂法,即把溶液加热蒸发,让溶剂的量减少,溶液从不饱和变成饱和,再进一步蒸发,溶质便会不断结晶析出。溶解度受温度变化影响不大的固体溶质可采用这种方法。
【注意事项】
若没有氯化铜,可将氯化钠与硫酸铜混合得到绿色饱和溶液。氯化铜、氯化钴、硫酸铜都有一定的毒性,使用时注意不要让其直接接触皮肤,若不小心沾上,应立即用肥皂清洗干净。