Elmagyarázzuk, mi a kristályosodás, és miből áll ez a kémiai folyamat. Valamint az általa használt módszereket és a kristályosítási példákat.
Mi a kristályosodás?
Kristályosításnak nevezik azt a kémiai folyamatot, amelyben a gáz, a folyékony vagy egy pusztulás, szilárd kristályok halmazában. Ezeket a kristályokat merev molekuláris kötések rendezett halmaza alkotja, amelyek elemi természetükben tiszták. Emiatt a kristályosítás módszerként alkalmazható a szilárd komponensek egyes részektől való elválasztására homogén keverék, azaz tisztítási módszerként használható.
Különböző kristályosítási módszerek léteznek, amelyek a fizikai feltételek szelektív megváltoztatását alkalmazhatják hőfok vagy től Nyomás, valamint bizonyos vegyi anyagok. Az így kapott kristályok alakja, mérete és minősége a folyamat konkrét körülményeitől és attól az időtartamtól függ, amely alatt a folyamat végbemegy.
Az így kapott kristályok módszer Szilárd képződmények, amelyek nagyon jól meghatározott diffrakciós mintázattal rendelkeznek (olyan jelenség, amely abból áll, hogy egy hullám elhajlik, amikor egy kis lyukon áthalad egy akadályon, majd a lyuk mögött minden irányba terjed). A kristályosodás körülményeitől és a kristályosítandó anyag típusától függően a kapott kristályok szín specifikus, meghatározott átlátszóság és meghatározott geometria.
A kristályok gyakoriak az ásványi természetben, és tulajdonságaik szerint osztályozhatók:
- Szilárd kristályok. Ők vannak a legtöbben. Az üveg és néhány szilárd amorf anyag kivételével (szilárd anyagok, amelyekben részecskék nem rendezettek, vagyis nincs alakjuk), szinte minden szilárd anyag kristályos állapotban van. Például: só, cukor és néhány drágakő.
- Világító kristályok. Folyadéknak minősülnek, és gyakran használják elektronikus berendezések kijelzőiben.
- Ionos kristályok. Kemények és törékenyek. Az őket alkotó kationok és anionok különböző méretűek, és általában ezek a kristályok magas olvadásponttal rendelkeznek. Például: kálium-klorid (KCl) és cink-szulfid (ZnS).
- Kovalens kristályok. A atomok amelyek alkotják őket egyesítik kovalens kötések háromdimenziós hálózatot alkotva. Például: grafit és gyémánt.
- Molekuláris kristályok. A részecskéi meg vannak kötve Van der Waals erők (vonzó vagy taszító erők között molekulák, kölcsönhatások, amelyek kisebbek, mint az a Kémiai kötés) és/vagy hidrogénhíd kölcsönhatások (vonzó kölcsönhatások egy elektronegatív atomhoz kötődő hidrogénatom és egy másik molekulához tartozó másik elektronegatív atom között, ezek a kölcsönhatások is kisebbek, mint a kémiai kötésnek megfelelők). Ezek a vegyületek általában törékenyek, és olvadáspontjuk 100 °C alatt van. Például: tetrafoszfor (P4) és dijód (I2).
- Fém kristályok. A fémkristályok azonos atomokból állnak fém. Általában nagyon sűrűek, és tulajdonságaik (például olvadáspont és keménység) a fém típusától függően változnak. Másrészt ezek vegyületek Jó vezetői a hőség és a elektromosság. Például: nikkel (Ni), vas (Fe) és kobalt (Co).
Példák a kristályosításra
A levegőben lévő vízgőz közvetlenül a hideg felületeken kristályosodhat ki.
- Fagyképződés Bizonyos feltételek mellett páratartalom környezeti, vízgőz nak,-nek levegő hideg felületeken (például üvegen vagy fémen) közvetlenül kristályosodhatnak, és hószerű szerkezeteket alkothatnak, ún Fagy. Egyes fagyasztók hajlamosak dérképződésre is. Ezek a kristályok Víz, melynek alkata nagyon szabályos és nagyon jól formált.
- A víz lefagyasztása. A jég fagyott víz, és mint ilyen, nem kristály. De ennek a folyadéknak a fagyásának első fázisaiban láthatja, hogyan jelennek meg a dendritek (kristályok, amelyekben a kristályok orientációja eltérő) és más víz alatti kristályszerkezetek.
- A tengervíz párolgása. A sókristályok, valamint a sótalanított víz megszerzéséhez a vizet a tenger. Ily módon a folyadék gázzá (vízgőzré) alakul, így a tartályban feloldott sók maradnak meg, amelyek tökéletes sókristályok formájában maradnak meg.
- Ezüst kristályok fotózáshoz. Az ezüstkristályok hasznosak a filmipar bizonyos műtermékeihez vagy a régi fotózáshoz (nyilvánvalóan nem digitális), mivel érzékenyek a fény, ezek a kristályok a fény előtt átrendeződnek, így másolják a fény benyomását. Ezek előállításához olyan vegyületeket használnak, mint az ezüst-bromid, -klorid vagy -jodid.
- Kalcium-oxalát kristályok. A sók és a kalcium vesében történő felhalmozódása következtében ezek a kristályok általában fájdalmasak a emberi lény, és esetenként sebészeti beavatkozásra van szükség ezek eltávolításához, mivel akadályozzák a vizelet normális kiürülését. Kis sötét kövek, úgynevezett vesekövek, vagy "kő" vagy "szemcse" formájában vannak a vesékben.