第七章 蒸发与结晶
高中化学知识讲解——蒸发结晶与降温结晶
⾼中化学知识讲解——蒸发结晶与降温结晶①蒸发结晶：蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出，叫蒸发结晶。
例如：当NaCl和KNO3的混合物中NaCl多⽽KNO3少时，即可采⽤此法，先分离出NaCl，再分离出KNO3。
②降温结晶：先加热溶液，蒸发溶剂成饱和溶液，此时降低热饱和溶液的温度，溶解度随温度变化较⼤的溶质就会呈晶体析出，叫降温结晶。
例如：当NaCl和KNO3的混合物中KNO3多⽽NaCl 少时，即可采⽤此法，先分离出KNO3，再分离出NaCl。
【注】蒸发结晶指的是溶液通过溶剂的散失(即蒸发)，使得溶液达到饱和状态，继⽽达到过饱和状态。
由于在⼀定的温度下，⼀定量的⽔(或溶剂)所能溶解的某⼀溶质的质量是有限的，那么多余的溶质就会随着溶剂的减少⽽析出，即结晶。
它适⽤于温度对溶解度影响不⼤的物质。
沿海地区“晒盐”就是利⽤的这种⽅法。
蒸发结晶适⽤于⼀切固体溶质从他们的溶液中分离，或从含两种以上溶质的混合溶液中提纯随温度的变化溶解度变化不⼤的物质，如从氯化钠与硝酸钾混合溶液中提纯氯化钠(硝酸钾少量)，此时蒸发结晶不能将溶剂全部蒸⼲。
⽽我们⾼中氯化钠提纯实验中因为只有⼀种溶质(氯化钠)，所以采⽤的蒸发结晶是将溶剂⽔全部蒸⼲。
【注】冷却结晶是指饱和溶液通过降低溶液的温度，使溶质析出的⽅法。
⼀般来说，溶液的温度越⾼，⼀定质量的溶剂所能溶解的某⼀溶质的质量越⼤，那么降低溶液的温度，就会有溶质析出。
此法适⽤于温度升⾼，溶解度也增加的物质。
如北⽅地区的盐湖，夏天温度⾼，湖⾯上⽆晶体出现；每到冬季，⽓温降低，纯碱(Na2CO3·10H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等物质就从盐湖⾥析出来。
在实验室⾥为获得较⼤的完整晶体，常使⽤缓慢降低温度，减慢结晶速率的⽅法。
冷却结晶主要对于混合溶液含有两种以上溶质，且有⼀种随温度的变化溶解度变化较⼤，提纯它就⽤冷却结晶，如从氯化钠与硝酸钾混合溶液中提纯硝酸钾(氯化钠少量)。
初中化学 蒸发结晶
初中化学蒸发结晶
蒸发结晶是一种常用的化学分离技术，它利用溶液中不同物质在温度变化下的溶解度差异，通过加热使溶剂蒸发，从而使溶质结晶析出。
这种方法广泛应用于化工、制药、食品等行业中。
蒸发结晶的基本原理是，当溶液被加热时，溶剂分子获得足够的能量，从溶液中逸出成为蒸汽，导致溶液中溶质的浓度逐渐增大，直至达到过饱和状态。
此时，溶质分子之间的相互作用增强，逐渐形成固体晶核，随着溶剂的不断蒸发，晶核逐渐长大成为晶体。
在蒸发结晶过程中，温度、蒸发速度和结晶时间等因素都会影响晶体的生成。
温度过高可能导致溶质分解或发生其他化学反应，而温度过低则可能使晶体生长缓慢或形成不完整的晶体。
因此，控制适当的蒸发速度和温度是确保获得高质量晶体的关键。
蒸发结晶技术具有操作简单、设备投资少、能耗低等优点，因此在工业生产中得到了广泛应用。
例如，在制药行业中，蒸发结晶可用于制备抗生素、维生素等药物的原料药；在食品行业中，可用于制备糖、盐等食品添加剂；在化工行业中，可用于分离和提纯各种化学物质。
总之，蒸发结晶是一种重要的化学分离技术，通过控制适当的蒸发速度和温度，可以实现溶质的高效分离和提纯。
它在各个领域中都有广泛的应用前景，为工业生产和科学研究提供了有力的支持。
7蒸发化工原理
8
7.2.1 蒸发器
第7章 蒸发
按加热室的结构和操作时溶液的流动情况，分为两大类：循环型和 单程型(不循环)。
1 循环型蒸发器
特点：溶液在蒸发器中循环流动，溶液在蒸发器内停留时间长，溶 液浓度接近于完成液浓度。
由于引起循环运动的原因不同，分为自然循环型和强制循环型两类。
自然循环型：由于溶液受热程度不同产生密度差引起。 强制循环型：依靠外力迫使溶液沿一个方向作循环运动 。
二次蒸汽
热源
水蒸气
蒸发产生蒸汽 水蒸气
加热蒸汽
二次蒸 汽
3
第7章 蒸发
7.1.3 蒸发操作的特点
①溶液的沸点升高：由于不挥发溶质的存在，溶液的蒸气压低于同温度 下纯溶剂的蒸气压。因此，在相同压力下，溶液的沸点高于纯溶剂的沸 点，这种现象称为溶液的沸点升高。溶液的沸点升高导致蒸发的传热温 度差的降低。
2019/7/16
19
第7章 蒸发
3 其它蒸发器
（1）直接加热蒸发器（浸没燃烧式）
将一定比例的燃烧气与空气直接喷入 溶液中，燃烧气的温度可高达1200～ 1800℃，由于气、液间的温度差大，且气 体对溶液产生强烈的鼓泡作用，使水分迅 速蒸发，蒸出的二次蒸汽与烟道气一同由 顶部排出。
优点：结构简单，不需要固定的传热面， 热利用率高
7
第7章 蒸发
7.2 蒸发设备
蒸发设备
蒸发器 辅助设备
加热室
分离室
除沫器（汽液分离器）
冷凝器
疏水器 真空装置
用来进行蒸发的设备主要是蒸发器和冷凝器
蒸发器的作用是加热溶液使水沸腾汽化，并移去， 由加热室和分离室两部分组成。
冷凝器与蒸发器的分离室相通，其作用是将产生的水蒸汽冷凝而除去。
第七章 传热与蒸发-蒸发 ppt
第九节 多效蒸发
一、并流(顺流)加料法的蒸发流程
并流加料的三效蒸发装置流程示意图
总结
蒸发
第七节 蒸发设备 第八节 单效蒸发
第九节 多效蒸发
第七节 蒸发设备
二、膜式(单程型)蒸发器
2. 降膜蒸发器
1-加热室 2-分离器
第七节 蒸发设备
二、膜式(单程型)蒸发器
3. 刮板式薄膜蒸发器
第七节 蒸发设备
二、膜式(单程型)蒸发器
4. 离心式薄膜蒸发器
第八节 单效蒸发
一、蒸发量
qmF
根据单效蒸发器作溶质的 衡算，得
qmF x0 (qmF qmw ) x1
中药制药工程原理与设备
第七章 传热与蒸发
蒸发
第七节 蒸发设备 第八节 单效蒸发 第九节 多效蒸发
第七节 蒸发设备
蒸发 使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出 蒸汽，从而使溶液中溶质组成提高的单元操作 称为蒸发，所采用的设备称为蒸发器。
第七节 蒸发设备
蒸发操作的目的 ①直接得到经浓缩后的液体产品，例如稀烧 碱溶液的浓缩，各种果汁、牛奶的浓缩等。 ②制取纯净溶剂，例如海水蒸发脱盐制取淡 水。
水分蒸发量
qmw
x0 qmF (1 ) x1
第加热蒸汽 的汽化热
qmD r qmw r 'qmF c p0 (t1 t0 ) L
qmD
qmw r ' qmF c p 0 (t1 t0 ) L r
第八节 单效蒸发
三、蒸发器的传热面积 S
含有不挥发溶质的溶液，其蒸气压较同温 度下溶剂(即纯水)的低。
第七节 蒸发设备
(3)溶液性质 有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢和 生泡沫，高温下易分解或聚合;溶液的黏度在蒸发过 程中逐渐增大，腐蚀性逐渐加强。
九年级化学下册第七章结晶现象课件
（1）蒸发结晶：适合于溶解度随温度升高变化不大的物 质，如：NaCl（溶解度曲线变化不明显型）
（2）降温结晶（也叫冷却热饱和溶液）：适合于溶解度 随温度升高显著增大的物质，如：KNO3（溶解度曲线陡 升型）
拓展提升 选择合适的分离方法 A—过滤 B—蒸发结晶 C—降温结晶
1．实验室常用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气。现将 2.5 g 二氧化锰放入盛有 100 g 过氧化氢溶液的锥形瓶中，完全反应后， 共收集 1.6 g 气体。请回答下列问题。
(1)反应结束后，过滤、洗涤并烘干滤渣，称得滤渣的质量为
2.5 g。
(2)计算原过氧化氢溶液中溶质的质量分数。
解：设参加反应的 H2O2 的质量为 x。
1 温故知新
准备笔记本、《名校课堂》
思考1：KNO3的不饱和溶液，如何转化为饱和溶液？
①增加溶质 ②蒸发溶剂 ③降低温度
1 温故知新
思考2：对于饱和的KNO3溶液，恒温蒸发溶剂或者 降低温度时，会观察到什么现象？
有晶体析出
中物理
科粤版 化学（初中）
第七章 第四节
结晶现象
2 课堂导入 你喜欢清纯浪漫的雪景吗？大家对雪花了解多少？
所用稀盐酸中溶质的质量分数为1140.06 gg×100%＝14.6%。
答：所用稀盐酸中溶质的质量分数为 14.6%。
5．(2020·甘肃)向盛有一定质量铁粉的烧杯中逐滴加入稀硫酸 充分反应，产生气体质量与所加稀硫酸质量的关系如图所示。请根 据关系图分析并计算：
(1)铁粉反应完时，产生氢气的质量为 0.08 g。
(2)玻璃棒的作用是 引流 。 (3)过滤后液体仍浑浊的原因是滤纸破损(或液面高于滤纸边缘 等) 。(写出一条即可) (4)如果过滤时速率很慢，可能的原因是 滤纸未紧贴漏斗的内 壁。
蒸发与结晶
冷凝水 排出口 二次蒸汽排出管
除沫器 分配盘
加热夹套
排料口
工作过程：料液从上部进 料管进入，经过分配盘（由转 轴带动），被抛向夹套加热室 内壁，受重力作用沿器壁流动， 装在转轴上的刮板把料液刮成 薄膜，料液受加热而蒸发。料 液在重力及离心力的作用下不 断更新液膜，汇集于底部。二 次蒸汽可与浓缩液以并流方向 进入汽液分离器进行分离，或 以逆流方向上升到浓缩器的顶 部，经过旋转的带孔叶板动顶 部进入冷凝器。
Байду номын сангаас
自然冷却敞开式结晶槽
连 续 式 冷 却 结 晶 器
搅 拌 真 空 结 晶 器
1、立式搅拌式结晶器 结构：锥底圆筒、 冷却蛇管、搅拌器 工作过程：物料加 入结晶器后，开动搅 拌器，通入冷却水， 控制结晶温度使晶体 慢慢长大，待晶体颗 粒达到要求后，放出 晶浆。
特点：结晶大、均匀 但产量小，适合柠檬 酸、葡萄糖等产品。
为了得到更高的真空度，可采用多级串联 组 合的蒸汽喷射泵；为提高效率，减少蒸汽耗量， 在各级泵之间配置冷凝器(一般为混合式冷凝 器)，以减少后一级泵的负荷。一般单级蒸汽 喷射泵能达到的最高真空度为0.086～ 0.095MPa。双级达到0．096~0．098MPa，三 级可达到0.099MPa。
第二节 结晶设备
工作过程：料液从上部 的分配管上的喷咀喷入 各个离心盘之间的间隙， 在离心力作用下分布成 薄膜状，且迅速向盘的 周边运动，进行加热蒸 发，浓缩液汇集于周边 液槽内，由上部的吸料 管通过真空吸出，经冷 却器在真空条件下冷却， 二次蒸汽经离心盘中央 汇集上升，进入片式冷 凝器冷凝，由水环式真 空泵抽出。加热蒸汽由 底部中间空心轴进入， 经通道进入离心夹套内， 加热蒸汽由间隔盘隔开。
初中化学蒸发和结晶教案
初中化学蒸发和结晶教案
教学目标：
1. 了解蒸发和结晶的定义；
2. 掌握蒸发和结晶的原理；
3. 能够应用蒸发和结晶的方法进行实验。
教学重点：
1. 蒸发和结晶的定义；
2. 蒸发和结晶的原理；
3. 蒸发和结晶的实验方法。
教学难点：
1. 区分蒸发和结晶的不同之处；
2. 掌握蒸发和结晶的操作技巧。
教学准备：
1. 实验器材：烧杯、盐、水、玻璃棒、火柴等；
2. 实验步骤的准备。
教学过程：
一、导入（5分钟）
教师简要介绍蒸发和结晶的概念，并引出本节课的学习内容。
二、讲解（10分钟）
1. 蒸发的定义及原理；
2. 结晶的定义及原理；
3. 蒸发和结晶的区别。
三、实验操作（15分钟）
1. 将一定量的水倒入烧杯中，加入少量盐搅拌均匀；
2. 将烧杯放在明火上进行加热，观察水的蒸发过程；
3. 待水全部蒸发后，观察烧杯中是否结晶沉淀。
四、实验结果分析（10分钟）
学生根据实验结果进行分析，总结蒸发和结晶的异同，并解释这两种现象的原理。
五、练习与讨论（10分钟）
学生进行习题练习，巩固所学知识，并展开讨论，辅助理解蒸发和结晶的相关知识。
六、作业布置（5分钟）
布置相关作业，巩固本节课所学内容。
七、课堂总结（5分钟）
对本节课的知识点进行总结，并引导学生进行反思和巩固。
化工原理蒸发、结晶、冷冻浓缩
第五章蒸发、结晶、冷冻浓缩第一节蒸发一、蒸发的基本概念和理论（一）蒸发的目的蒸发式根据溶液中溶质与溶剂挥发性的差异，将溶液加热至沸腾状态，使其中的一部分溶剂发生汽化并被排除，以提高溶液中溶质浓度的操作。
由于固体溶质通常是不挥发的，所以蒸发也不是挥发性溶质与挥发性溶剂的分离过程，它是化工、医药、食品等生产中常用的一中操作单元。
（二）蒸发的基本过程蒸发过程主要由两部分组成：（1）加热料液，使溶剂汽化；（2）除去二次蒸汽。
通常情况下，前者在蒸发器中进行，后者在冷凝器中进行。
（三）蒸发操作的必要条件蒸发操作主要由加热和分离两部分组成。
因此，要使蒸发操作得以顺利进行，必须同时满足两个必要条件：（1）有源源不断的热能供应；（2）及时排除二次蒸汽。
（四）蒸发过程的特点（1）传热性质（2）溶液性质（五）蒸发过程的分类1.按操作压强分类：常压蒸发、真空蒸发、加压蒸发、2.按蒸发器的效数分类：单效蒸发、多效蒸发、3.操作方式分类：间歇蒸发、连续蒸发二、蒸发装置及其选型蒸发器是蒸发装置中的主体设备，其型式有多种，大致可分为循环型和非循环型（单程型）两大类。
（一）循环型蒸发1.中央循环管式蒸发2.悬筐式蒸发器3.外加热式蒸发器4.列文式蒸发器5.强制循环蒸发器（二）循环型（单程型）蒸发器1.升膜式蒸发器2.降膜式蒸发器3.刮板式蒸发器（三）蒸发装置的附属设备1.除沫器2.冷凝器（四）蒸发器的选用三、单效蒸发（一）单效蒸发流程（二）单效蒸发计算1.水分蒸发量的计算设溶质在蒸发过程中不挥发，故进出口溶液中的溶质质量不变。
对蒸发器作溶质的物料衡算，可得()1x W F Fx D -= 水分蒸发量⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=101x x F W 完成液中溶质的质量分数DF Fx x -=0 式中 F —原料液量，kg/h 0x —原料液中溶质的质量分数1x —完成液中溶质的质量分数W —水分蒸发量，kg/h2.加热蒸汽消耗量的计算对图5—12系统作热量衡算，可得()L c s Q h W F W h Dh Fh Dh +-++=+1'0式中 s h —加热蒸汽的焓，kJ/h'h —二次蒸汽的焓，kJ/hc h —冷凝水的焓，kJ/h1h —完成液的焓，kJ/h0h —原料液的焓，kJ/hD —加热蒸汽消耗量，kg/hL Q —蒸发器的热损失，kJ/h由上式可得加热蒸汽消耗量为 ()cs L h h Q Fh h W F Wh D -+--+=01' 定义e WD =，称为单位蒸汽消耗量，即每汽化1kg 水所需要消耗的加热蒸汽量。
蒸发与结晶-PPT课件
多媒体教学课程：冶金过程及设备
第2页/共36页
第6章 蒸发与结晶
学习目的与要求
掌握蒸发的概念，蒸发的必备条件以及蒸发的分类。 掌握溶液沸点升高，引起溶液沸点升高的原因，溶液沸点升高的计算， 蒸发器的生产能力。 掌握多效蒸发的流程和特点以及降低蒸汽消耗方法。 了解典型的自然对流蒸发器，强制循环蒸发器，液膜式蒸发器。 了解结晶过程的基本概念、方法和典型的结晶设备。
昆明理工大学材料与冶金工程学院
多媒体教学课程：冶金过程及设备
第22页/共36页
6.5 结晶过程
6.5.1结晶操作基本概念
4.结晶操作的定义： 结晶设备的分类： 结晶操作的条件： 从液相（或气相）析出结晶性固体物质的工艺过程。 蒸发式结晶器
移除一部分溶剂结晶设备 真空式结晶器 水冷却式结晶器 汽化式结晶器 按结晶方法不同可分为 先使溶液达到过饱和，部分过剩的溶质才可呈固态结晶析出。
昆明理工大学材料与冶金工程学院
多媒体教学课程：冶金过程及设备 6.1基本概念
(1)蒸发的定义
第3页/共36页
借加热作用使溶液中所含溶剂汽化以提高溶液浓度的物理操作。 加热蒸汽：作为热源供给热量的水蒸汽 二次蒸汽：被加热溶液本身产生的蒸汽
(2)蒸发的分类
单效蒸发：将二次蒸汽不再利用的蒸发过程 多效蒸发：将二次蒸汽用于其它蒸发器的加热过程。
昆明理工大学材料与冶金工程学院
多媒体教学课程：冶金过程及设备
第14页/共36页
6.4 蒸发设备 蒸发设备的基本常识
经济性： 设备的经济程度---单位质量加热蒸汽所能蒸发的溶剂 几种常用的蒸发设备
量，表明加热蒸汽利用程度。 操作性： 设备的生产操作强度---单位传热面在单位时间内所能蒸
《蒸发和结晶、重结晶》精讲
蒸发和结晶 重结晶
知识点——蒸发和结晶 重结晶
蒸发和结晶 重结晶 蒸发概念：
分离溶于溶剂中的固体溶质的一种方法。
—①蒸发过程中要不断搅拌 , —②当 有大量晶体析出 时，停止在蒸发溶剂或冷却
热饱和溶液使晶体析出后，剩下的溶液是( D )
A．浓溶液
B．稀溶液
C．不饱和溶液 D．饱和溶液
蒸发和结晶 重结晶
热，用余热蒸干
蒸发和结晶 重结晶
操作时注意:
在蒸发的过程中用于搅拌，以使液体受热均 匀，防止液滴飞溅；蒸发完毕后，还用于转 移固体。
蒸发和结晶 重结晶
结晶：形成晶体的过程。晶体可由__饱__和__ 溶液形成，析出晶体后的溶液是__饱__和___溶 液。
蒸发和结晶 重结晶
从溶液中析出晶体常用的两种方法
作过程，其正确的操作顺序为( B )
①放置酒精灯 ②固定铁圈
③放蒸发皿
④加热搅拌 ⑤停止加热，余热蒸干
A.②③④⑤①
B.①②③④⑤
C.②③①④⑤
D.②①③④⑤
【解析】装置的安装顺序为：先下后上，从左到右， 故先放置酒精灯，根据酒精灯的高度固定铁圈，再 放蒸发皿。
蒸发和结晶 重结晶
例2 从下列方法中选择适宜的方法，分离下列各 组混合物。(用序号填空) A．蒸发溶剂结晶法 B．冷却结晶法 C．溶解、过滤法
(1)从海水中提取食盐：____A____。
(2)从实验室制O2的剩余物中分离出MnO2：
____C____。 (3)从含少量NaCl的KNO3溶液中分离出KNO3：____B____。