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超简单的方法制作清澈透明的磷酸二氢钾晶体

创作时间:
作者:
@小白创作中心

超简单的方法制作清澈透明的磷酸二氢钾晶体

引用
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来源
1.
https://www.bilibili.com/read/mobile?id=36031116

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

  1. 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

  2. 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。

  3. 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。

  4. 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。

  5. 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。

  6. 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。

  7. 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

  1. 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。

  2. 用量筒量取100ml蒸馏水,加在烧杯中。

  3. 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。

  4. 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。

  5. 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。

  6. 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

  1. 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

  2. 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

  3. 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

  4. 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

  1. 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。

  2. 溶解度表怎么查询?
    溶解度查询网站:http://chemister.ru/Database/properties-en.php

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