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1 # txxqzhz
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2 # 指月科普集
永遠不要把化學想得太簡單。
因為這兩種鹽是完全電離的,所以在水溶液中存在四種離子,Mg+、Na+、SO4-、Cl-離子(不考慮水的電離氫氧根和氫離子)。
因此可以相互組合成四種鹽:MgSO4、MgCl、NaCl、NaSO4.
當然這四種鹽的溶解度不一樣:
當水溶液蒸發時,假如在40℃。由於氯化鈉的溶解度在此溫度下最小,所以最先析出氯化鈉晶體,然後會析出硫酸鎂,硫酸鈉和氯化鎂晶體。
因此答案是可以得到四種鹽的混合物,當然如果想提純,可以控制溫度,逐一析晶,重複幾次就可以得到較純的晶體了。
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3 # 磁性兔子
想明白這一問題首先要對晶體的結晶過程有初步的瞭解,結晶(Crystallization)是分子(原子,離子)按一定的空間次序排列而形成的固體的過程。物質從溶液中析出的過程,可分為晶核生成(成核)和晶體生長兩個階段,兩個階段的推動力都是溶液的過飽和度。例如如下溶解度曲線圖1,不穩定區能自發的產生晶核,介穩區則不會自發的產生晶核,而穩定區不會進行結晶,所以想獲得物質的晶體需要使溶液處於過飽和狀態。
圖1 溶解度曲線
使溶液達到過飽和狀態常用的方法有如下幾種:
1. 冷卻結晶,適用於溶解度隨溫度升高而增加的體系,透過相圖我們可以看出,溫度降低其溶解度急劇下降從而達到過飽和的狀態,實驗室中的具體操作就是程式降溫或者直接扔到冰箱裡冷凍。
2. 溶劑揮發,適用於溶解度隨溫度變化不明顯的體系,有機物質和金屬配合物常用這種方法結晶,很多有機物質在純度很高時都可以透過這種方法獲得配合物結晶,而單晶結構要比核磁,質譜獲得的結構更加直觀和清洗,所以近些年結晶學在有機合成化學領域也得到了廣泛的應用。
3. 改變溶劑的極性,例如A物質在甲醇中溶解度極好,而在乙醚中溶解度並不好,這樣透過改變溶劑的極性也可以使A物質結晶,這個方便在無機化學領域被廣泛應用,成為惰性溶劑擴散法。
4. 高溫高壓反應法,很多人也叫他水熱合成法,該方法是利用溫度升高物質溶解度增加的方式,在高溫高壓的狀態下使底物反應生產目標產物,在程式降溫時體系達到過飽和狀態從而使目標產物的晶體緩慢析出的過程,該方法在一些新興的領域如多孔材料,Mof和多酸合成中廣泛應用。
5. 直接反應法,如A物質溶解於甲醇溶液中,B物質溶解於二氯甲烷溶液中,將兩個溶液緩慢混合,在溶劑介面處發生化學反應從而獲得物質單晶,這種方法操作難度較大,要求混合速度控制合理,並要求對所研究的體系有足夠的瞭解。
但是實際實驗的時候除了這些基礎的方法,還可以將多個方法組合,例如我曾經用低溫揮發的方法和低溫下擴散的方法獲得了配合物的單晶,所以結晶的過程也是對反應體系瞭解的過程。
說完了形成晶核的過程,相信你對結晶也有了初步瞭解,接下來回答你提出的具體問題。我做了四個無機鹽的溶解度曲線圖2來幫助你分析這個問題,首先水溶液中主要有四種自由離子分別為Mg+,Na+,SO42-和Cl-,而這四種自由離子可隨意組合生產分子。透過以下曲線我們可以看出四個物質的溶解性的敏感度對溫度有明顯的差異,因此你提出的問題缺少一個特定的溫度條件。比如在40度時氯化鈉會先達到過飽和狀態,其次為硫酸鎂,硫酸鈉最後為氯化鎂。而在二十度時,硫酸鈉會先達到過飽和狀態,因此先結晶析出,而後是硫酸鎂和氯化鈉,最後為氯化鎂。所以想要獲得某一種物質的結晶情況應根據相圖具體分析,再設定相應實驗。
圖2 四種無機鹽的溶解度曲線
2017,11,20
回覆列表
應該能夠得到氯化鎂和硫酸鈉,這是新物質,但不是複分解反應得到。溶液中發生複分解反應,一般要求氣體和沉澱產生,是在以溶液為反應狀態。現在反應條件發生改變了,產生新物質也可以接受。