試驗一晶體材料的生長

試驗六 晶態(tài)材料的合成一、試驗?zāi)康纳杈w生長理論，通過試驗觀看加深對理論的理解；把握從溶液中生長明礬的方法，觀看它們的形成過程；把握影響晶體生長過程和晶體形態(tài)的因素二、相關(guān)課程無機化學、物理化學、有機化學三、試驗原理及方法取向結(jié)合起來的。硫酸鋁同堿金屬的硫酸鹽〔KSO〕KAl(SO·12HO〔俗2 4 42 2稱明礬〕。它是一種無色晶體。易溶于水并水解生成Al(OH)3

膠狀沉淀，具有強本試驗利用金屬鋁溶于氫氧化鈉溶液，生成可溶性的四羥基鋁酸鈉：2Al+2NaOH+6HO===2NaAl(OH)+3H2 4 2金屬鋁中其他雜質(zhì)則不溶，隨后用HSO2 4

pH8～9，即有Al(OH)HSOAl(OH)Al(OH):3 2 4 3 2 32Al(OH)+3HSO===Al(SO)+6HO3 2 4 2 43 2Al(SOKSO2 43 2 4(SO)+KSO+24HO===2KAl(SO)·12HO2 43 2 4 2 42 2不同溫度下明礬、硫酸鋁、硫酸鉀的溶解度〔100gHO中〕如下表所示：2T/K273283293303313333353363物質(zhì)種類KAl(SO)·12HO/g42 23.003.995.908.3911.724.871.0109Al(SO)/g31.233.536.440.445.859.273.080.82 43KSO/g7.49.311.113.014.818.221.422.92 42 4要使晶體從溶液中析出，從原理上來說有1線為例，為溶解度曲線，在曲線的下方為A的溶液動身，要使晶體析出，其中一種方法是承受的過程，即保持濃度確定，降低溫度的冷卻法；另一種方法是承受 的 圖1溶液的準穩(wěn)定區(qū)域定條件下，雖處于這個區(qū)域，溶液中并不析出晶體，成為過飽和溶液?？墒沁^飽〔在圖中， 表示過飽和的界限，此曲線稱為過溶解度曲線〕。在和 之間的區(qū)域為準穩(wěn)定區(qū)域。要使晶體能較大地成長起來，就應(yīng)當使溶液處于準穩(wěn)定區(qū)域，讓它漸漸地成長，而不使細小的晶體析出。四、試驗儀器及材料皿，外表皿，玻璃棒，試管，電子天平，磁子攪拌器，水浴加熱反響器，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀。藥品：Al屑，KSO(s), HSO(3mol/L;1:1),NaOH(s).2 4 2 4五、試驗內(nèi)容及步驟〔一〕Al(OH)3

的生成4.5gNaOH250mL60mL2g鋁屑，分批放入溶液中〔反響猛烈，防止濺出，應(yīng)在通風櫥內(nèi)進展〕。至不再有氣泡產(chǎn)生，說明反響完畢，然后再參與去離子水，使體積約為80mL，趁熱抽濾。250mL3mol/LHSO2 4pH8～9，連續(xù)攪拌煮沸數(shù)分鐘，然后抽濾，并用沸水洗滌沉淀，直pH7〔二〕Al(SO2 43將制得的Al(OH)3

16mL1：1H2SO4,并不斷攪拌，Al(SO)溶液。

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配成的飽和溶液相混合。攪拌均勻，充分冷卻2 43 2 4后，減壓抽濾，盡量抽干，產(chǎn)品稱重，計算產(chǎn)率。〔四〕明礬單晶的培育KAl(SO·12HO為正八面體晶形。為獲得棱角完整、透亮的單晶，應(yīng)讓籽42 2〔晶種飽和的準穩(wěn)定區(qū)。液的準穩(wěn)定狀態(tài)，人工投放晶種讓之漸漸長成單晶。籽晶的生長和選擇依據(jù)KAl(SO42

·12HO的溶解度，稱取10g明礬，參與適量的水，加熱2用，同時過濾溶液，留待后用。晶體的生長晶體。假設(shè)杯底有晶體析出也應(yīng)準時濾去，以免影響晶體生長。六、留意事項操作設(shè)備時嚴格依據(jù)操作規(guī)程，并在教師指導下完成。試驗完畢后清理場地，并保持試驗室衛(wèi)生及試驗器材擺放整齊?！苍囼炚`差與數(shù)據(jù)處理、結(jié)論與思考問題等〕如何把籽晶植入飽和溶液？大晶體的培育有何