第14章 沉淀与结晶

专题14 沉淀溶解平衡一、沉淀溶解平衡1.难溶、可溶、易溶界定：20 ℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：2.沉淀溶解平衡（1）溶解平衡的建立溶质溶解的过程是一个可逆过程：固体溶质溶解结晶溶液中的溶质⎩⎪⎨⎪⎧v溶解＞v结晶固体溶解v溶解＝v结晶溶解平衡v溶解＜v结晶析出晶体（2）特点(同其他化学平衡)：逆、等、定、动、变(适用平衡移动原理)3.影响沉淀溶解平衡的因素（1）内因难溶电解质本身的性质，这是决定因素。

（2）外因①浓度：加水稀释，平衡向沉淀溶解的方向移动；②温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向沉淀溶解的方向移动；③同离子效应：向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子，平衡向生成沉淀的方向移动；④其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子时，平衡向沉淀溶解的方向移动。

（3）以AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)ΔH＞0为例，填写外因对溶解平衡的影响外界条件移动方向平衡后c(Ag＋)平衡后c(Cl－)K sp升高温度正向增大增大增大加水稀释正向不变不变不变加入少量AgNO3逆向增大减小不变通入HCl 逆向 减小 增大 不变 通入H 2S正向减小增大不变4.沉淀溶解平衡的应用 （1）沉淀的生成 ①调节pH 法如：除去NH 4Cl 溶液中的FeCl 3杂质，可加入氨水调节pH 至7～8，离子方程式为Fe 3＋＋3NH 3·H 2O===Fe(OH)3↓＋3NH ＋4。

②沉淀剂法如：用H 2S 沉淀Cu 2＋，离子方程式为H 2S ＋Cu 2＋===CuS↓＋2H ＋。

（2）沉淀的溶解 ①酸溶解法如：CaCO 3溶于盐酸，离子方程式为CaCO 3＋2H ＋===Ca 2＋＋H 2O ＋CO 2↑。

②盐溶液溶解法如：Mg(OH)2溶于NH 4Cl 溶液，离子方程式为Mg(OH)2＋2NH ＋4===Mg 2＋＋2NH 3·H 2O 。

沉淀与结晶沉淀 — 初分离过程 结晶 — 一般为分离的后续步骤，属于成品化过程共同点：沉淀和结晶在本质上同属于新相析出的过程，主要是物理变化 。

区 别：形态的不同。

同类分子或离子以有规则排列形式而析出称结晶，同类分子或离子以无规则的紊乱排列形式而析出称为沉淀。

沉淀法分离目标产物的范围和方法：蛋白质（酶） ：中性盐盐析法、等电点法、有机溶剂沉淀法、金属离子沉淀法。

◎盐析法：盐析法又称中性盐沉淀法，在发酵液中加入中性盐能破坏蛋白质或酶的胶体性质，消除微粒上的电荷，促使蛋白质或酶沉淀，一般应用于蛋白质分离和酶制剂工业的发酵液提取。

原 理:蛋白质或酶的沉淀是由于盐类的加入使其溶解度变化所致，在浓盐溶液中蛋白质的溶解度(s)和溶液离子强度（r/2）呈下列关系： lgs ＝β一 K(r ／2)其中 β——假定离子强度等于零时，溶解度s 的对数； K ——盐析常数； r/2——离子强度， 溶液离子强度∑=222i i Z c r ci —溶液中各种离子的摩尔浓度；Zi —各种离子所带的电荷数。

因此用盐析法分离蛋白质时可以有两种步骤：1在一定的pH 及温度条件，改变盐的浓度(即离子强度)达到沉淀的目的，称为“K ”分级盐析法。

2．在一定的离子强度下，改变溶液的pH 及温度，达到沉淀的目的，称为“β”分级盐析法。

一般粗提蛋白质时常用第l 法，进一步分离、纯化时常应用第2法。

◎盐析的影响因素A 盐析剂的种类不同的盐其盐析效果各不相同。

一般来说，含有多价阴离子的中性盐的盐析效果较好。

生产上最多用的盐析剂是硫酸铵，这是因为它在较低温度时，溶解度也相当高，例在20℃时其溶解度为75.4％，而Na 2SO 4为18.9％，NaH 2PO 4为7.8％都很小，在常温下(NH 4)2SO 4的饱和溶液便足以使大多数的酶沉淀，且无破坏作用，(NH 4)2SO 4的另一优点是压滤出来的废液可直接作农肥用，这样可以回收约一半的费用，并且没有废液的污染。

化学初中八大沉淀
第一，化学沉淀分为八大类。

其中，一类是化学结晶，即物质由溶液中经某种条件结晶的方式，主要包括因凝华而结晶、因溶剂挥发而结晶、因折叠结晶和因升温而结晶等。

第二类沉淀是静电沉淀，这类沉淀的过程是利用带电粒子与其他结晶物相互间的静电作用使物质沉淀上来的。

第三类沉淀是沉淀反应，这是一种化学反应，它由两种或两种以上物质经反应形成另一种物质，而反应结束后剩余的物质形成沉淀物。

第四类沉淀是化学沉澜，这就是由物质溶于液体中后，随着液体的改变而改变而形成沉淀物。

第五类沉淀是可溶性沉淀，实际上就是将固体物质溶于液体中，随着液体的增加而形成沉淀物的过程。

最后，还有沸腾沉淀和滤清沉淀。

沸腾沉淀就是将物质溶于液体中，随着液体的加热而形成沉淀物的过程。

滤清沉淀则是液体通过滤纸或其他滤膜过滤，形成沉淀物。

总之，初中学习化学时，学生们必须掌握上述八大沉淀类型，充分利用它们相互结合来分析和解决问题，这样才能完全掌握化学的知识和技巧，活用化学知识做出更正确的判断和决策。

初中化学去除杂质方法第一，要知道除杂质的原则，除掉杂质的同时，不能生成新的杂质。

第二，要背得物质的溶解性表，这样才能很好、很快的找到形成沉淀的离子例如氢氧化钠忠混有碳酸钠，阴离子不同，而碳酸根与很多的阳离子都能形成沉淀，常用的可以是氢氧化钙。

这样，反应后就将碳酸钠除掉，生成了氢氧化钠，也不生成新的杂质。

将混合物中的几种物质分开而分别得到较纯净的物质，这种方法叫做混合物的分离。

将物质中混有的杂质除去而获得纯净物质，叫提纯或除杂。

除杂题是初中化学的常见题，它灵活多变，可以综合考察学生的解题能力。

现列举几种方法:1 物理方法1.1过滤法.原理：把不溶于液体的固体与液体通过过滤而分开的方法称为过滤法。

如：氯化钙中含有少量碳酸钙杂质，先将混合物加水溶解，由于氯化钙溶于水，而碳酸钙难溶于水，过滤除去杂质碳酸钙，然后蒸发滤液，得到固体氯化钙。

如果要获得杂质碳酸钙，可洗涤烘干。

练习1 下列混合物可以用溶解、过滤、蒸发操作来分离的是：（）A．CaCO3 CaO B．NaCl KNO3 C．NaNO3 BaSO4 D．KCl KClO31.2 结晶法.原理：几种可溶性固态物质的混合物，根据它们在同一溶剂中的溶解度或溶解度随温度的变化趋势不同，可用结晶的方法分离。

例如：除去固体硝酸钾中混有的氯化钠杂质，先在较高温度下制成硝酸钾的饱和溶液，然后逐步冷却，由于硝酸钾的溶解度随温度的升高而显著增大，温度降低，大部分硝酸钾成为晶体析出，而氯化钠的溶解度随温度的升高而增大得不显著，所以大部分氯化钠仍留在母液中，通过过滤把硝酸钾和氨化钠溶液分开。

为进一步提纯硝酸钾，可再重复操作一次，叫重结晶或再结晶。

练习2 下列混合物适宜用结晶法分离的是：（）A．NaNO3 Na2NO3 B．NaNO3 NaCl C．NaOH Mg(OH)2 D．NaCl BaSO42. 化学方法:原理 :（一）、加入的试剂只与杂质反应，不与原物反应。

（二）、反应后不能带入新的杂质。

第十四章邻苯二甲酸二辛酯生产技术第一节概述一、邻苯二甲酸二辛酯的性质、产品规格及用途称DOP。

是一种重要的增塑剂，主要用作PVC、赛璐珞的增塑剂、有机溶剂、合成橡胶软化剂。

邻苯二甲酸二辛酯的主要生产原料是邻苯二甲酸酐和2-乙基己醇。

1．邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐（简称苯酐），为白色鳞片结晶，熔点为130.2℃，沸点为284.5℃，在沸点以下可升华，具有特殊气味。

几乎不溶于水，溶于乙醇，微溶于乙醚和热水，毒性中等，对皮肤有刺激作用，空气中最大允许浓度为2mg/L。

苯酐是由萘或邻二甲苯催化氧化制得的。

萘催化氧化制苯酐：催化剂的主要成分为V2O5和K2SO4邻二甲苯催化氧化制苯酐：催化剂的主要成分为V2O5和TiO2工业上有固定床气相催化氧化法和硫化床气相催化氧化法两种。

目前多为邻二甲苯固定床催化氧化法。

2．2-乙基己醇（辛醇）2-乙基己醇为无色透明液体，具有特殊气味，沸点为181~183℃，溶于水和乙醇、乙醚等有机溶剂中。

工业上可用乙炔、乙烯或丙烯以及粮食为原料生产2-乙基己醇。

丙烯的氢甲酰化法原料价格便宜，合成路线短，是主要的生产方法。

丙烯的氢甲酰化法，以丙烯为原料加入水煤气经催化氧化得到正丁醛，正丁醛在碱性条件下缩合得到辛烯醛，辛烯醛催化加氢得2-乙基己醇，反应式如下：以上关键是丙烯氢甲酰化化合成丁醛，羰基合成有高压法、中压法和低压法。

目前主要采用铑-膦配位催化剂低压法合成羰基。

三、生产方法邻苯二甲酸二辛酯的生产方法一般根据酯化过程中采用的催化剂不同，分为酸性工艺和非酸性工艺。

根据工艺流程的连续化程度，也常称为连续和间歇式工艺。

不论采用哪种工艺流程，其生产通常都要经过酯化、脱醇、中和水洗、汽提、吸附过滤、醇回收等步骤来完成。

第二节工艺原理一、反应原理1．主反应：邻苯二甲酸酐与2-乙基己醇酯化一般分为两步。

第一步，苯酐与辛醇合成单酯，反应速率很快，当苯酐完全溶于辛醇，单酯化即基本完成。

第二步，邻苯二甲酸单酯与辛醇进一步酯化生成双酯，这一步反应速率较慢，一般需要使用催化剂、提高温度以加快反应速率。

沉淀和结晶技术2007-07-07 11:39沉淀是溶液中的溶质由液相变成固相析出的过程。

沉淀技术(即沉淀法、溶解度法)操作简便，成本低廉，不仅用于实验室中，也用于某些生产目的的制备过程，是分离纯化生物大分子，特别是制备蛋白质和酶时最常用的方法。

通过沉淀，将目的生物大分子转入固相沉淀或留在液相，而与杂质得到初步的分离。

沉淀的基本原理是根据不同物质在溶剂中的溶解度不同而达到分离的目的，不同溶解度的产生是由于溶质分子之间及溶质与溶剂分子之间亲和力的差异而引起的，溶解度的大小与溶质和溶剂的化学性质及结构有关，溶剂组分的改变或加入某些沉淀剂以及改变溶液的pH 值、离子强度和极性都会使溶质的溶解度产生明显的改变。

结晶是溶液中的过饱和溶质由液相变成晶体析出的过程。

1. 沉淀中性盐沉淀中性盐沉淀是在溶液中加入中性盐使生物大分子沉淀析出的过程，称为”盐析”。

除了蛋白质和酶以外，多肽、多糖和核酸等都可以用盐析法进行沉淀分离，20％～40％饱和度的硫酸铵可以使许多病毒沉淀，43％饱和度的硫酸铵可以使DNA 和rRNA 沉淀，而tRNA 保留在上清。

盐析法应用最广的还是在蛋白质领域，已有八十多年的历史，其突出的优点是：成本低，不需要特别昂贵的设备；操作简单、安全；对许多生物活性物质具有稳定作用。

(1)中性盐沉淀蛋白质的基本原理蛋白质和酶均易溶于水，因为该分子的－COOH、－NH2和－OH 都是亲水基团，这些基团与极性水分子相互作用形成水化层，包围于蛋白质分子周围形成1nm～100nm 颗粒的亲水胶体，削弱了蛋白质分子之间的作用力，蛋白质分子表面极性基团越多，水化层越厚，蛋白质分子与溶剂分子之间的亲和力越大，因而溶解度也越大。

亲水胶体在水中的稳定因素有两个：即电荷和水膜。

因为中性盐的亲水性大于蛋白质和酶分子的亲水性，所以加入大量中性盐后，夺走了水分子，破坏了水膜，暴露出疏水区域，同时又中和了电荷，破坏了亲水胶体，蛋白质分子即形成沉淀。

从溶液得到晶体的操作方法将溶液转化为晶体的操作方法主要有三种，包括结晶、挥发结晶和沉淀结晶。

一、结晶法结晶法是将溶液中的溶质脱溶产生晶体的方法，通常适用于溶解度较高的物质。

具体步骤如下：1. 准备溶液：将所需溶质加入适量溶剂，充分搅拌或加热使其溶解。

2. 过滤溶液：待溶质溶解完全后，若溶液中有悬浮物或杂质，需要通过滤纸或其他过滤器进行过滤，去除杂质。

3. 冷却降温：将溶液置于低温环境中，使其缓慢冷却。

冷却速度过快会导致晶体形状不规则，而过慢会导致结晶时间过长。

4. 结晶与分离：随着溶质逐渐饱和，溶质会在溶液中结晶出来。

此时可以用过滤、离心或其他方法将晶体与溶液分离。

5. 晶体处理：晶体可以直接使用，也可以通过洗涤、烘干或其他处理方法得到纯净的晶体。

二、挥发结晶法挥发结晶法适用于溶液中含有易挥发的溶剂或物质。

具体步骤如下：1. 准备溶液：将溶质加入溶剂中，充分搅拌或加热溶解。

2. 过滤溶液：如果溶液中有悬浮物或杂质，需要进行滤过处理，去除杂质。

3. 稍加热：将溶液置于加热设备中，加热使得易挥发的溶剂开始蒸发。

保持温度适中，避免过高导致物质分解或烧毁。

4. 挥发结晶：随着溶剂的蒸发，溶质逐渐饱和并结晶。

可以通过观察溶液表面的晶体或触摸观察是否结晶。

5. 晶体分离与处理：将晶体与溶液进行分离，可以通过过滤、离心等方式分离晶体。

晶体可以通过洗涤和烘干得到纯净的晶体。

三、沉淀结晶法沉淀结晶法适用于溶液中含有沉淀物质或产生沉淀物的反应。

具体步骤如下：1. 准备溶液：将溶液制备好，可以是反应产生的溶液或者直接溶解物质。

2. 反应：将反应溶液放置一段时间，观察是否产生沉淀。

如果溶液中没有沉淀，可以通过加入试剂或调节pH 值促使沉淀形成。

3. 沉淀分离：通过过滤或离心分离沉淀物质，可以将溶液中的液体部分与沉淀物进行分离。

4. 沉淀处理：洗涤得到纯净的沉淀物，可以通过水洗涤或其他洗涤液进行沉淀物的清洗。

5. 沉淀干燥：将洗涤的沉淀物置于通风干燥或加热干燥的条件下，去除残余的溶剂或水分，得到干净的晶体。

专题14结晶、沉淀与洗涤的原理和方法编写人：刘玉新日期：2019年10月10日学号姓名1．（2019新课标Ⅰ27）硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·x H2O]是一种重要铁盐。

为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：（4）步骤⑤的具体实验操作有______________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。

2．（2018新课标Ⅰ卷26题）醋酸亚铬[（CH3COO）2Cr·2H2O］为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。

一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。

实验装置如图所示。

回答下列问题：（3）打开K3，关闭K1和K2。

c中亮蓝色溶液流入d，其原因是________；d中析出砖红色沉淀。

为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是___________、_________、洗涤、干燥。

3．（2014四川卷9题）硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。

某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。

Ⅰ.[查阅资料](1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。

(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。

(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl。

Ⅱ.[制备产品]实验装置如图所示(省略夹持装置)实验步骤:(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。

过滤C中混合物,滤液经(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品。

4．（2011海南卷17题）硫酸亚铁铵[（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O]为浅绿色晶体，实验室中常以废铁屑为原料来制备，其步骤如下：步骤1将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污，分离出液体，用水洗净铁屑。

沉淀学习体会升华集体智慧结晶课堂魅力合成高效课堂-------教师成长之路山东省平邑实验中学张廷国2013年4月10日·临沂二十中学沉淀、升华、结晶、合成教师成长之路山东省平邑实验中学张廷国沉淀、升华、结晶、合成，这个题目来自于“沉淀学习体会，升华集体智慧，结晶课堂魅力，合成高效课堂”，是2010年暑假远程培训的学习总结的标题。

选择这个课题，是因为在平时接触到很多的老师，谈到教师的专业发展和个人成长时，听到的是迷茫，更多的是牢骚满腹。

今天，结合个人的成长，向各位老师汇报一下自己的一些感悟。

一、沉淀学习体会作为老师，尤其是年轻老师（也包括对教材而言的年轻老师），要不断地学习充实自己，借助各种不同的学习机会，来丰富和提高自己。

作为今天我们参加的会议，这就是我们学习的好机会。

去年的此刻，山东省第一届青年化学教师实验优质课在临沂20中举行，去年的9月，山东省新教材备课研讨会在临沂20中举行，这是我们全市化学教师近距离观摩学习的好机会。

备课研讨的第二天的晚上的小组交流时，我代表与会的临沂全体化学老师做了一个简短的发言，在概括会议的意义和重要性时，我提到“….这次备课研讨会，是春风，吹开了新课标、新教材的坚冰；是细雨，滋润了我们对课标、教材的希望的种子；相信也必将是阳光，催熟我们努力耕耘后所积累的硕果。

相信我们全体与会老师，带着希望来聚集，带着信心去耕耘一个新的秋天”。

省市县各级教研员老师，充分发挥个人的聪明才智，群策群力，积极为我们创造在家门口学习的好机会，那么我们就要把这样的学习的机会充分利用好。

学习，要带着问题来，带着矛盾和冲突而来，带着渴望而来。

省级教材备课研讨会的前夕，我刚刚在平邑县举行的新教材培训上进行了课题《空气》的教学示范课，所以参加会议时，我很忐忑的，忐忑于自己在示范课上进行的有关教材和课标的解读是否到位，是否会和专家的解读有很大的贴合率。

上课时，关于“空气中氧气含量的测定实验”我进行了自己的定位：实质1：首先本实验是个定性分析（知道空气是混合物）和定量分析（知道氧气约占空气体积的五分之一）结合的综合实验。