重结晶作用是什么？怎么用重结晶方法制备晶体？

重结晶作用是指通过物质相转变的方式，从一个混合物中提取出纯净的晶体，而不影响其化学组成。该方法能够有效地提取出高纯度的化合物晶体，并且能够去除混合物中的杂质。本文将详细介绍重结晶作用以及如何使用此方法制备晶体。

一、重结晶作用的原理

重结晶是在高温或高压下使已经结晶的化合物再次结晶，通过结晶过程对混合物中的杂质进行分离。通常，混合物的每个成分都会在结晶过程中以不同的速率结晶，因此杂质会被最先结晶的成分所排除。因此，通过重结晶可以从混合物中获得更纯净的晶体。

重结晶的过程很简单，首先将混合物加入配制好的高温高压溶液中，在需要的条件下进行加热，让混合物溶解在高温高压溶液中，然后在冷却过程中，成分较快结晶的第一个组分先结晶出来，杂质溶于溶液中，等第一个晶体生长到一定的大小，再将晶体用溶液中的适当成分慢慢复溶，然后再重复以上操作，依次分离出第二个、第三个成分。如此反复，直到获得最纯净的晶体。

二、重结晶方法的准备

重结晶方法一般需要高质量的纯净化合物，这些化合物可以通过以下方法获得：

1.利用高分辨质谱仪或核磁共振仪对物质进行鉴定及纯化。

2.通过将所需化合物溶于适当的溶剂中并经过冻干和高真空处理，从而制备出用于实验的高纯度化合物。

3.进行化合物的分离纯化实验，如柱层析、高效液相色谱等方法。

当所需化合物的纯度达到足够高的标准后，再进行重结晶的制备。

三、用重结晶方法制备晶体的步骤

1.溶解化合物

将纯化后的化合物溶解在适量的溶剂中，加入过量以确保全部溶解。在加热的过程中，需要注意控制溶液的温度和浓度，以确保化合物和溶剂充分平衡。

2.晶体生长

降低溶液温度，使其逐渐达到结晶的条件，再在适当的时间停止加热，控制晶体的生长速度，使晶体生长逐渐减缓，达到最优的晶体生长条件。

3.滤除杂质

将晶体和杂质混合物通过过滤和离心操作分离。这可以通过使用适当的过滤装置，如滤纸或过滤板等操作进行。

4.洗涤晶体

洗去晶体表面的杂质，同时避免晶体损失。可使用适当的洗涤溶液，如蒸馏水、无水醇等，反复洗涤晶体，直到杂质被完全除去。

5.干燥收集晶体

将纯净的晶体通过适当的干燥方法干燥，并保存在干燥的容器中。

四、注意事项

在使用重结晶法制备晶体的过程中，需要注意以下几点：

1.加热温度和容器

对于高熔点和易分解的化合物，需要使用高温高压容器。对化合物进行适当的调整，以确保在降温过程中快速结晶。

2.溶剂选择

选择合适的溶剂，确保化合物充分溶解，并且与溶液的气压、温度等条件相匹配。同时，还需要注意杂质对溶剂的溶解度，以确保溶剂能够在重结晶过程中有效地除去杂质。

3.洗涤和收集

洗涤和收集晶体时需要专注于过程，并防止晶体的损失，同时避免杂质对晶体的影响。

综上，重结晶是化学分离过程中的一种重要手段，其能够实现不同存在于混合物中的组分的有效分离。重结晶制备晶体步骤简单，但是需要注意一些技术细节，以确保最终制备出高纯度、高质量的晶体。四、应用范围

重结晶方法可以应用于许多领域中，例如有机合成化学、矿物学、材料科学、分析化学等。在有机合成化学中，常用于制备药物、农药和工业用化学品等高纯度有机物。

在矿物学中，重结晶被广泛应用于从矿物样品中提取纯净的矿物，并用于化学分析和x射线衍射等测试。在材料科学和分析化学领域中，重结晶可用于制备高纯度的陶瓷、半导体、金属和单晶等材料，以及用于各种分析测试的标准品。

五、总结

重结晶方法是提取高质量高纯度晶体的一种常见手段。它适用于许多领域，可以从混合物中提取纯净的化合物和快速分离杂质。使用重结晶方法制备晶体需要注意许多细节，如温度和溶剂选择等。因此，在考虑使用重结晶方法制备晶体之前，需要充分了解该方法的工作原理以及重要注意事项。