hrvatski

Kristalizacija u otopini – nukleacija, rast kristala i metode

Kristalizacija je proces nastajanja kristala (krutine) koji može nastati iz pare, taljevine ili otopine. Većina industrijskih i laboratorijskih kristalizacijskih metoda temelji se na kristalizaciji iz otopine. Rezultat kristalizacijskog pokusa se očituje u veličini dobivenih kristala (kristalni prah ili veliki jedinični kristal), morfologiji kristala, možebitnom nastanku solvata, višekomponentnih kristala, različitih polimorfa ili smjesa. Međudjelovanja termodinamičkih i kinetičkih faktora, te utjecaja molekulskog prepoznavanja određuju put kojim se odvija kristalizacija, odnosno brzina i mehanizam kristalizacije. Termodinamičke veličine bitne za kristalizaciju iz otopine su Gibbsova slobodna energija, entalpija, entropija i topljivost. Kinetičke veličine koje utječu na kristalizaciju su najčešće od bitnije važnosti za pokus kristalizacije i najviše doprinose konačnom rezultatu pokusa. Mehanizam stvaranja kristala je podijeljen u nekoliko faza, a to su: prezasićenje, nukleacija i rast kristala. Prezasićena otopina ima veću koncentraciju otopljene tvari od topljivosti te tvari u nekom otapalu, ona je metastabilna i uvjet je za početak nukleacije. Nukleacija je stvaranje supramolekulskih nakupina molekula kristalizirajuće tvari, nukleusa, koje se u sljedećoj fazi povećavaju do nastanka makroskopskih kristala, što se naziva rast kristala. Na pojedine faze pri kristalizaciji je moguće utjecati, tako da je u idealnom slučaju moguće kontrolirati brzinu nukleacije i rasta kristala do te mjere, da kao rezultat pokusa nastaju kristali točno određene veličine. Osnovne metode kristalizacije u otopini su: metoda evaporacije, metoda difuzije kroz tekuću fazu, metoda difuzije preko plinovite faze, metode promjene temperature, kristalizacija kemijskom reakcijom i kristalizacija u gelu. U praksi, nije moguće egzaktno odrediti sve parametre koji utječu na kristalizaciju niti je moguće odrediti njihov egzaktan utjecaj na kristalizaciju. Često se koristi metoda pokušaja i pogreške, pri čemu većina eksperimenata započinje sa evaporacijskom metodom, te se postepeno prilazi najpogodnijoj metodi kristalizacije. Razumijevanje i promišljanje o pojedinim mehanizmima kristalizacije i metodama, spomenutim u ovom radu, može znatno skratiti vrijeme potrebno za uspješnu kristalizaciju izučavanih spojeva.

kristalizacija ; metode kristalizacije

nije evidentirano