超简单的方法制作清澈透明的磷酸二氢钾晶体
超简单的方法制作清澈透明的磷酸二氢钾晶体
磷酸二氢钾晶体(KDP)是一种常见的非线性光学晶体,具有重要的应用价值。本文将详细介绍如何制作清澈透明的磷酸二氢钾晶体,包括所需材料、实验步骤和注意事项。
原料和设备准备
- 原料:磷酸二氢钾(AR),蒸馏水
- 设备:烧杯(100ml,200ml),培养皿(100mm),结晶皿(100ml),量筒(100ml),抽滤瓶(250ml),布氏漏斗(200ml),磁力搅拌器(控温款),电子秤(精确到0.01g),药匙(塑料/金属),温度/湿度计,鱼线或其他透明塑料线
注意:实验有风险,模仿需谨慎,请勿随意模仿实验内容,出现任何事故,本频道不愿承担责任。
晶体制作过程
1. 收集晶种
查询磷酸二氢钾的溶解度表:溶解度查询网站
磷酸二氢钾是典型的离子型盐类,水溶性较好,醇溶性很差,在磷酸受同离子效应影响溶解度小在40℃条件下,100ml蒸馏水可以溶解33.5g磷酸二氢钾。首先称取33.5g磷酸二氢钾,装入烧杯中。
注入100ml蒸馏水,这里的蒸馏水用的是娃哈哈纯净水,属于去离子水,非常纯净,很多实验室都在使用,可以代替蒸馏水。
放置在磁搅上,设置温度45℃,加热搅拌,直到所有磷酸二氢钾溶解,形成磷酸二氢钾溶液。
加热结束后,关闭磁搅,取下烧杯,趁热用布氏漏斗抽滤溶液,去除其中的不溶性杂质。
将滤液立即倒入培养皿中,盖上纸张防止落灰,等待几天,直到晶种的析出。
数天后,晶种析出,用塑料镊子小心夹出晶种,一次析出的晶种较少,可以多做一些,这些晶种将是接下来培养晶体的基础。
2. 晶体制作:底部培养法
晶体培养需要重新配制室温下的饱和溶液,准备一个烧杯,称取28.0g磷酸二氢钾。
用量筒量取100ml蒸馏水,加在烧杯中。
放置在磁搅上,设置温度高于室温(30℃)十度左右加热搅拌,直到磷酸二氢钾全部溶解。
趁热过滤,将滤液倒入一个结晶皿中,再将上一步收集到的晶种投入结晶皿中,一个结晶皿可以放2-3枚晶种,盖上纸张防止落灰,静置等待晶体生长。
数日后,晶体生长形成,用镊子夹出晶体,立即用吸水纸吸干表面溶液,否则会因为溶质析出导致表面变白变花。
最后准备一个饰品展示盒,把晶体按照自己喜欢的方式摆入其中,以保存晶体。
3. 晶体制作:悬挂培养
悬挂培养在配制室温下饱和溶液的步骤和前者是一样的,这里不再赘述,只是在最后一步要将晶体用鱼线或其他透明塑料线悬挂起来。不会系线的可以尝试用胶水粘黏
将悬挂好的晶体放置在烧杯中,晶体悬浮于溶液中,各个方向可以不受限制的生长
数天后,等待晶体生长的足够大后,将晶体取出,可见磷酸二氢钾晶体的准确形状其实是四棱柱加两个四棱锥的形状,其实还可以培养的再大一些
磷酸二氢钾晶体有个有趣的性质就是偏折激光,晶体学里叫非线性光学晶体,类似是还有偏硼酸钡,磷酸二氢铵等。
视频效果不是很理想,和晶体中心的裂缝有关
常见问题及解答
为什么我的晶体内部有很多白色瘢痕?
和培养时温度变化有关系,昼夜温差过大可以导致晶体生长速度不一致,导致内部应力过大产生裂痕形成白色不透明的瘢痕。溶解度表怎么查询?
溶解度查询网站:http://chemister.ru/Database/properties-en.php