制作明矾晶体 二、原理日常生存中，随处可见被放弃的饮料罐，除了塑胶制品外，金属罐中以铁、铝制者较多。

铝罐若听之任之合成(反响)，约需一百年的期间能力齐全合成，是一种不易被合成的废除物。

铝元素(Al, Aluminum, 原子量=26.9815)约在1825年被迷信家发现，直到1886年，才开展出应用电解法少量消费的工业技术。

在此之前（如法国的拿破仑时代），铝金属曾经比等重的黄金还要贵，不像如今是“用完就丢”，一点都不感觉该珍惜。

只管铝是地壳中含量高居第三位的元素(约占地壳的8.2 %，仅次於氧、矽)，环球上每年的年产量超越千万吨，但这并不代表其可以取之不尽，用之不竭。

而且在铝的消费、冶炼环节中，由原料铝矾土(bauxite，关键含A12O3)的精炼，电解，到铝的电解精炼(获取99.90 %以上的纯度)，都须要消耗许多原料及资源。

其中单是电能方面，每消费一公斤的精炼铝，就需约33度(33kW-hr)的电力;每制作一个铝罐(375 ml容量)，即需约18公克的铝金属。

基於一切自然资源都有取尽用竭的理想，咱们有工作将废除物中，可以再回收、应用的部份，尽力地回收，免得后辈子孙无资源可用，并可降低对「地球村」的危害。

铝罐的回收，除了最有经济效益，用於间接消费「再制铝」之外，咱们还可以运用化学方法，制成一些有用的产品，明矾(Alum)就是其中之一。

铝是沉闷的金属，但与稀酸液的反响缓慢，因其外表会发生一层致密的氧化膜，阻止外部的金属铝缝续反响；强碱性溶液则可溶解这层氧化膜，并进一步与外部的铝反响。

适量的碱性溶液与铝片反响，会发生氢气及可溶性的Al(OH)4-胶体，反响式如下：(1-1)此溶液刚参与酸时，可以移去一个OH-，发生白绒毛状的氢氧化铝[A1(OH)3]沈淀(在水质污染时，此白绒毛状胶体，可用於吸附杂质，使水变得廓清。

)：(1-2)若溶液继续加酸，则A1(OH)3可被溶解，构成A13+ (在水溶液中，A13+是以水合铝离子，[A1(H2O)63+] 的八面体方式存在)。

若再将碱液参与含A1(OH)3沈淀的水溶液中，则再发生可溶的Al(OH)4-。

像Al(OH)3这样，能区分与酸及碱反响的物质，称为两性物质(amphoteric substances)。

其它经常出现的例子有Sb(OH)3、Zn(OH)2、Sn(OH)4、Ti(OH)4 …等。

明矾(Alum)是一系列离子化合物的统称，其简式可写成MMIII(SO4)2．12H2O，或是(MIII)2(SO4)3．(M)2SO4．24H2O]； 其中M为一价阳离子(如K+，NH4+，Na+)，MIII为三价阳离子(如A13+，Fe3+，Cr3+)。

明矾中的12个结晶水，普通以为其中6个H2O分子是与MIII严密联合，另外6个H2O分子则与M及硫酸根呈较弱(松)的联合形态，在较高温时(约64.5℃)，即或者局部脱水。

明矾的种类很多，用途也很宽泛。

本试验经常使用的碱是KOH，酸则为H2SO4，因此M = K，MIII =Al。

当条件适合时(最关键的起因是：必定构成过饱和溶液)，可构成无色透明的钾矾结晶(硫酸铝钾，Aluminum Potassium Sulfate，KA1(SO4)2．12H2O)。

结晶体的大小，与其结晶时的操作条件有相对相关。

若是经常使用冰浴法，极速取得产物时，大都只能取得极细的微晶粒，相似精盐状。

若想获致较完整的美丽大结晶，就需运用再结晶法，在洁净且适合的条件下，渐渐养晶，约隔三至七天，就无时机看到美丽的钾矾结晶。

钾矾是最经常出现的明矾，关键用於水质污染、染色、造纸及食品减少剂…¨等用途。

这个试验的反响式(依试验顺序)统整如下： (A).铝片与KOH 溶液反响：(1-3)(B).溶液刚参与H2SO4时：(1-4)(C).溶液继续参与H2SO4之后：(1-5)(D)明矾结晶的构成(冰浴之后：(1-6)三、器材减压过滤装置1套剪刀1支砂布1小张烧 杯 100 ml 2个烧 杯 500 ml 1个加热器1台四、药品铝片(由废铝罐剪下)约0.2 gKOH 1.5 M 9 mlH2SO4 9 M 约4 ml酒精水溶液(1:1 混合液)5 ml冰块约半杯五、试验步骤：1. 请自备一个废除铝罐。

(请小心，不要错将铁罐当铝罐！如何区别？)2. 将铝罐剪开，裁出一片约8 cm (L) X 5 cm (W) 大小的铝片。

用砂纸磨去外表的油漆，颜料及透明塑胶内衬(必要时，请戴上棉纱手套包全手部)。

3. 将磨光后的铝片剪成约0.5 cm X 0.5 cm的小片，置於称量纸上，称取约0.2 g的铝片，纪录重量时，应准确纪录至0.001 g。

4. 把剪好，称妥的小铝片放在100 ml的烧杯中，小心参与9 ml的1.5 M KOH溶液(请事前戴上乳胶制安保手套，以资包全)；将烧杯放在加热器上渐渐加热(以温度计测量，约70°C即可，小心控温)，以减速反响启动。

由於反响会发生氢气，而氢与空气混合后(约4 ~ 75 %的浓度)，在高温下易爆燃(点火温度585 ℃)，因此需小心操作，且无法有裸火或点火，如此可防止出现风险。

5. 反响启动中，应适时控温，约70°C即可，免得溶液出现突沸，形成烫伤等危害。

若溶液由无色变成灰彩色，则或者是因油漆或塑胶未磨除乾净所致，不会影响结果。

铝片在反响环节中，或者出现周期性的回升降低的现象，请细心观察，并思索、讨论或者的成因。

6. 加热约20分钟后，氢气不再发生时，代表反响完结(此时溶液约为原溶液的3/4)。

立刻用抽气过滤装置，过滤此热溶液。

再应用大批(约1~2 m1)的去离子水，分两次润洗烧杯并过滤(应防止经常使用太多的水，免得无法构成饱和溶液)。

收取廓清滤液，舍去残留滤纸上的固体，区分记载两者的色彩。

7. 将廓清滤液(或者呈淡黄色)，倒入另一个100 ml烧杯中，以大批去离子水润洗过滤瓶，并入滤液中。

待滤液冷却后，一边搅拌，一边将4 ml的9 M H2SO4溶液，小心、缓慢参与此滤液中，其间应留意观察及记载所出现的变动，并与相关反响方程式互为印证。

搅拌至溶液呈廓清状，且无红色固态絮状物残留为止。

（必要时可再加热以溶解固态絮状物。

）8. 若要在今日取得结晶物(而非以约一周期间，缓慢地养成明矾大结晶)，则需将装产物的烧杯置於冰浴中(在500 ml烧杯中放入半量冰块，再参与恰恰盖满冰块的水)，使溶液出现过饱和，构成明矾结晶并析出。

冰浴约20分钟后，结晶大略会实现。

9. 再次应用抽气过滤装置搜集产物，应是纯红色的结晶。

取5 ml的酒精水溶液，先取一半润洗装滤液的烧杯，润洗液倒入漏斗内，再过滤。

另一半用於荡涤漏斗内的产物。

用玻棒将产物平铺在白瓷漏斗上，继续抽气10分钟。

当产物乾燥后，移到表玻璃上，称重并计算粗产率。

(过滤之前，表玻璃应先称重，能力获取明矾结晶的重量。

)10. 再结晶：将搜集到的明矾产物(应是纯红色的粗大结晶，否则需再纯化！)，放入一个以洁净的100 ml烧杯中，依明矾结晶的重量及水温(明矾的溶解度，在20 ℃时约为：11.4 g / 100 ml 水)，预算适合的去离子水量，期使明矾结晶恰可齐全溶解，构成凑近饱和溶液的状况；切忌参与过多的水量，令隔周之后，仍看不到较完整的美丽大结晶。