結晶是指溶質自動從過飽和溶液中析出形成新相的過程。當溶液的濃度等于溶質的溶解度時，該溶液稱為飽和溶液，溶質的濃度超過溶解度時，該溶液則稱為過飽和溶液，溶質的析出隻能在過飽和溶液中才有可能析出。從溶液中析出的溶質大緻可分為晶形沉澱和無定形沉澱。結晶作為一種精制提純的方法，廣泛地應用于醫藥、農藥、染料等生産中。

結晶是從均一的溶液中析出固相晶體的過程，通常包含三個步驟：即過飽和溶液的形成，晶核的生成與晶體的成長。

制備過飽和溶液一般有4種方法：

1.冷卻結晶：使溶液冷卻降溫成過飽和溶液而析出結晶，常用方法之一。

2.化學反應結晶：調節溶液的PH值或加入反應劑，生成溶解度更小的新物質，使其濃度超過它的溶解度而析出結晶。氨基酸等兩性化合物，常利用它們在等電點時溶解度小的原理，隻需調節溶液的PH值就可以獲得結晶。

3.蒸發結晶：在常壓或者減壓下加熱蒸發，除去部分溶劑，使溶液達到過飽和而析出結晶。為了避免産物在高溫下易破壞，生成合成藥物一般多采用減壓蒸發。

4.鹽析結晶：在溶液中添加某些物質，從而使溶質在溶劑中溶解度降低而析出。加入的物質既可以是固體，也可以是液體。常用的有氯化鈉、硫酸铵等鹽類和甲醇、乙醇、丙酮等有機溶劑。

晶核的生成

晶核的形成是一個新相産生的過程，晶核的生成的速度與過飽和度及溫度相關，在一定溫度下成核速度速度随過飽和度的增加而加快，但超過某一值時，反而會使溶液的分子運動減慢，黏度增加，成核受到阻礙。溫度對過飽和度也有影響，一般溫度升高時，過飽和度降低，所以溫度對成核速度的影響要以溫度和過飽和度的相互消長程度來決定。實際情況是成核速度開始随溫度升高而升高，達到最大值後，溫度繼續升高，成核速度反而降低。

晶體的成長

在飽和溶液中，晶核一經形成，立即開始長成晶體，同時還在不斷生成新的晶核，得到晶體的大小，決定于晶核生成速度與晶體成長速度兩者的對比關系。若晶體成長速度大大超過晶核生成速度，過飽和度主要用來使晶體成長，則可得到粗大而有規則的晶體；反之過飽和度主要用來生成新的晶核，則所得到的晶體顆粒參差不齊，晶體細小，甚至呈無定形。

在工業生産中，通常希望得到顆粒大、均勻的晶體，可以使後續的過濾、洗滌和幹燥操作比較方便，同時産品質量也可提高。

影響晶體大小的因素主要有溶液的過飽和度、溫度、攪拌速度等。一般來說過飽和度增加，所得晶體細小。溫度的影響比較複雜，當溶液快速冷卻時，達到過飽和度較高，所得晶體也較細，而緩慢冷卻常得到大顆粒。攪拌能促使成核和加速擴散，提高晶核成長的速度，但超過一定範圍後，效果就不顯著。相反攪拌越快，晶體越細。

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