結晶
結晶  (化工機械)     松山工農化工科 製作 
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結晶

一、結晶之簡介
二、晶體種類
三、晶體形狀
四、結晶習性
五、結晶之赫夷定律
六、結晶之邁耶理論
七、結晶之方法
八、晶體之純度與母液
九、結晶之管理與操作
十、結晶裝置

Aa.gif (891 個位元組)按 各 題 要 前 小 鈕 回 檔 頭
icon01.gif (648 個位元組)一、結晶之簡介
          1. 結晶是純質從一均勻相中所析出之高純度之固體。
          2. 組成之基本單位為由其成份原子、分子或離子在三度空間排列
             整齊所構成之晶格。
          3. 結晶之發生必需有過飽和之存在。
          4. 結晶產品之純度,通常為99%以上;如再結晶,則純度可為
              99.9%或 99.99%,甚至更高。

icon01.gif (648 個位元組)二、晶體種類
             1. 金屬晶體    金屬晶體--由陽離子產生靜電力,使帶正電原子結合一起而和周圍電子雲結 

                 合而成。
          2. 離子晶體--由陰電性差異很大的陰陽離子結合。
          3. 共價晶體--利用共用電子對形成。
          4. 分子晶體--由凡得耳力結合。
          5. 氫鍵晶體--由氫鍵結合而成。
          6. 半導體--因雜有微量不純物,結晶體有孔洞產生。
             

icon01.gif (648 個位元組)三、晶體形狀
             1. 三斜晶體:三結晶軸互相斜交。其長度均不同。
             2. 單斜晶體:三結晶軸均不等長,其中兩軸互相斜交,但皆垂直於第三軸。
             3. 斜方晶體:三結晶軸均不等長,互相垂直。
             4. 正方晶體:三結晶軸互相垂直,其中兩軸等長,另一軸不等。
             5. 三方晶體:等長三軸互相傾斜,且傾角相等。
             6. 六方晶體:三軸等長,且相交成60度角。另一不等長的軸則與此平面垂直。
             7. 等軸晶體:三軸相等,且相互垂直。

icon01.gif (648 個位元組)四、結晶習性
           1. 結晶習性,俗稱晶癖,指結晶成長過程中,各晶面相對的生長率。
           2. 各晶面生長率隨晶體本身之性質及外界之條件而變化。
              3. 影響晶癖的主要因素
                   (1)
溶劑種類
                   (2)不純物的含量
                   (3)
攪拌速度
                   (4)
溶液的PH值
                   (5)
溶液溫度

icon01.gif (648 個位元組)五、結晶之赫夷定律
                同一溶質所析出的晶體,其邊長與面積的大小可能不同,然而各相
                    對 的夾角均相同;即析出之晶體均成幾何相似,此為赫夷定律。

icon01.gif (648 個位元組)六、結晶之邁耶理論
            1. 邁耶提出在溶解度曲線以上的過飽和區,再以過溶解度曲線分為不安
                定區及準安定區。
            2. 準安定區:只能成長晶體不能生成晶體,故需加入少數微小晶體,作
                 為晶種;如控制得當,可得較大之晶體。
            3. 不安定區:會有大量微小晶體析出,分享了過飽和溶質的量,使晶體
                 無法長大,故成為微小的晶體。

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icon01.gif (648 個位元組)七、結晶之方法過飽和
           1. 結晶之步驟:
                   (1) 晶核之生成:  單位聚群晶胚晶核
               (2)
晶體的生長:晶核結合了動力單位而形者。

           2. 達成過飽和之方法
                   (1) 冷卻法:溶質之溶解度變化很大時。
                   (2) 溶劑蒸發法:溶質之溶解度隨溫度變化很小時。
                   (3) 鹽析法:在溶液中加入第三種物質,藉以急速降低溶質之溶解度。
                   (4) 絕熱蒸發法:急速蒸發,可降低溶液溫度,同時減少溶劑的量。

              3. 影響結晶的因素:
                  (1)
晶種:在準安定區結晶,可獲得大顆粒結晶。
                  (2)
溫度:溫度不同,則溶液的飽和度不同。
              
(3)雜質:有雜質存在,則晶形不同。
                  (4)
攪拌:對於高黏度容液的結晶,攪拌,可以促進晶核成長。

icon01.gif (648 個位元組)八、晶體之純度與母液
             1. 晶體與溶液分離時可能含有母液。
                2. 可用過濾或離心分離,或以新鮮溶劑洗滌。

icon01.gif (648 個位元組)九、結晶之管理與操作
              結晶之目的在於求得適當大小及形狀之高純度晶體。
                  應注意事項如下:

                             
  1. 以適當加熱方式除去多餘之晶核。
                        2. 避免快速冷卻及過大之過飽和度,以防止大量晶核產生。
                        3. 保持均勻之過飽和。
                        4. 選用器壁平滑之結晶器。
                        5. 減少碰撞及摩擦,以避免產生新晶核。

icon01.gif (648 個位元組)十、結晶裝置
                 
1. 摺式結晶器
              2. 史華結晶器
              3. 攪拌分批式結晶器
              4. 蒸發式結晶器
              5. 間歇式真空結晶器
              6. 循環連續式真空結晶器
              7. 通管循環式真空結晶器