Εξηγούμε τι είναι η κρυστάλλωση και από τι αποτελείται αυτή η χημική διαδικασία. Επίσης, τις μεθόδους που χρησιμοποιεί και παραδείγματα κρυστάλλωσης.
Τι είναι η κρυστάλλωση;
Είναι γνωστό ως κρυστάλλωση σε μια χημική διεργασία κατά την οποία α αέριο, ένα υγρό ή ένα διάλυση, σε ένα σετ στερεών κρυστάλλων. Αυτοί οι κρύσταλλοι σχηματίζονται από ένα διατεταγμένο σύνολο άκαμπτων μοριακών δεσμών που είναι καθαροί στη στοιχειακή τους φύση. Εξαιτίας αυτού, η κρυστάλλωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέθοδος διαχωρισμού στερεών συστατικών από ορισμένα ομοιογενές μείγμα, δηλαδή μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέθοδος καθαρισμού.
Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι κρυστάλλωσης, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιήσουν την επιλεκτική αλλαγή των φυσικών συνθηκών του θερμοκρασία ή από Πίεση, καθώς και η προσθήκη ορισμένων ΧΗΜΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ. Το σχήμα, το μέγεθος και η ποιότητα των κρυστάλλων που λαμβάνονται με αυτόν τον τρόπο θα εξαρτώνται από τις ειδικές συνθήκες στις οποίες συμβαίνει η διαδικασία και τον χρόνο κατά τον οποίο επιτρέπεται να λάβει χώρα.
Οι κρύσταλλοι που λαμβάνονται με αυτό μέθοδος Είναι συμπαγείς σχηματισμοί, προικισμένοι με ένα πολύ καλά καθορισμένο μοτίβο περίθλασης (φαινόμενο που συνίσταται στην απόκλιση ενός κύματος όταν περνά μέσα από ένα εμπόδιο μέσα από μια μικρή τρύπα και στη συνέχεια διαδίδεται προς όλες τις κατευθύνσεις πίσω από αυτήν την τρύπα). Ανάλογα με τις συνθήκες στις οποίες λαμβάνει χώρα η κρυστάλλωση και τον τύπο της ουσίας που πρόκειται να κρυσταλλωθεί, οι κρύσταλλοι που λαμβάνονται θα έχουν χρώμα συγκεκριμένη, μια συγκεκριμένη διαφάνεια και μια καθορισμένη γεωμετρία.
Οι κρύσταλλοι είναι συνηθισμένοι σε ορυκτό χαρακτήρα και ταξινομούνται ανάλογα με τις ιδιότητές τους σε:
- Στερεά κρύσταλλα. Είναι οι πιο πολυάριθμοι. Με εξαίρεση το γυαλί και ορισμένες στερεές άμορφες ουσίες (στερεές ουσίες στις οποίες σωματίδια δεν είναι διατεταγμένα, δηλαδή στερούνται σχήματος), σχεδόν όλη η στερεή ύλη βρίσκεται σε κρυσταλλική κατάσταση. Για παράδειγμα: αλάτι, ζάχαρη και μερικές πολύτιμες πέτρες.
- Φωτεινοί κρύσταλλοι. Θεωρούνται ως υγρά και χρησιμοποιούνται συχνά σε οθόνες ηλεκτρονικού εξοπλισμού.
- Ιονικοί κρύσταλλοι. Είναι σκληρά και εύθραυστα. Τα κατιόντα και τα ανιόντα που τα σχηματίζουν είναι διαφορετικών μεγεθών και, γενικά, αυτοί οι κρύσταλλοι έχουν υψηλά σημεία τήξης. Για παράδειγμα: χλωριούχο κάλιο (KCl) και θειούχος ψευδάργυρος (ZnS).
- Ομοιοπολικοί κρύσταλλοι. ο άτομα που τα συνθέτουν ενώνονται από ομοιοπολικούς δεσμούς σχηματίζοντας ένα τρισδιάστατο δίκτυο. Για παράδειγμα: γραφίτης και διαμάντι.
- Μοριακοί κρύσταλλοι. Τα σωματίδια του δεσμεύονται από Δυνάμεις Van der Waals (ελκτικές ή απωστικές δυνάμεις μεταξύ μόρια, αλληλεπιδράσεις που είναι μικρότερες από αυτές που αντιστοιχούν στο α Χημικός δεσμός) ή/και αλληλεπιδράσεις γέφυρας υδρογόνου (ελκυστικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ ενός ατόμου υδρογόνου που συνδέεται με ένα ηλεκτραρνητικό άτομο, με ένα άλλο ηλεκτραρνητικό άτομο που ανήκει σε άλλο μόριο, αυτές οι αλληλεπιδράσεις είναι επίσης μικρότερες από εκείνες που αντιστοιχούν σε χημικό δεσμό). Αυτές οι ενώσεις είναι συνήθως εύθραυστες και τα σημεία τήξης τους είναι κάτω από 100ºC. Για παράδειγμα: τετραφωσφόρος (P4) και διιώδιο (I2).
- Μεταλλικοί κρύσταλλοι. Οι μεταλλικοί κρύσταλλοι αποτελούνται από άτομα του ίδιου μέταλλο. Είναι γενικά πολύ πυκνά και οι ιδιότητές τους (όπως το σημείο τήξης και η σκληρότητα) ποικίλλουν ανάλογα με τον τύπο του μετάλλου. Από την άλλη, αυτά ενώσεις Είναι καλοί οδηγοί του θερμότητα και το ηλεκτρική ενέργεια. Για παράδειγμα: νικέλιο (Ni), σίδηρος (Fe) και κοβάλτιο (Co).
Παραδείγματα κρυστάλλωσης
Οι υδρατμοί στον αέρα μπορούν να κρυσταλλωθούν απευθείας σε κρύες επιφάνειες.
- Σχηματισμός παγετού Υπό ορισμένες προϋποθέσεις του υγρασία περιβαλλοντικά, υδρατμός του αέρας μπορεί να κρυσταλλωθεί απευθείας σε κρύες επιφάνειες (όπως γυαλί ή μέταλλα) και να σχηματίσει δομές που μοιάζουν με χιόνι που ονομάζονται Παγωνιά. Μερικοί καταψύκτες τείνουν επίσης να σχηματίζουν παγετό. Αυτοί είναι κρύσταλλοι του Νερό, του οποίου το σύνταγμα είναι πολύ κανονικό και πολύ καλά διαμορφωμένο.
- Πάγωμα του νερού. Ο πάγος είναι παγωμένο νερό και ως εκ τούτου δεν είναι κρύσταλλος. Αλλά κατά τις πρώτες φάσεις της κατάψυξης αυτού του υγρού, μπορείτε να δείτε πώς εμφανίζονται οι δενδρίτες (κρύσταλλοι στους οποίους οι προσανατολισμοί των κρυστάλλων είναι διαφορετικοί) και άλλες βυθισμένες κρυσταλλικές δομές.
- Εξάτμιση θαλασσινού νερού. Για τη λήψη κρυστάλλων αλατιού, καθώς και αφαλατωμένου νερού, το νερό που λαμβάνεται από το θάλασσα. Με αυτόν τον τρόπο, το υγρό μετατρέπεται σε αέριο (υδροατμός), αφήνοντας τα άλατα που διαλύθηκαν στο δοχείο, τα οποία παραμένουν ως τέλειοι αλατούχοι κρύσταλλοι.
- Ασημένια κρύσταλλα για φωτογραφία. Οι ασημένιοι κρύσταλλοι είναι χρήσιμοι για ορισμένα αντικείμενα της κινηματογραφικής βιομηχανίας ή της παλιάς φωτογραφίας (όχι ψηφιακή, προφανώς) καθώς είναι ευαίσθητα στην φως, αυτοί οι κρύσταλλοι αναδιατάσσονται μπροστά στο φως, αντιγράφοντας έτσι την φωτεινή εντύπωση. Για τη λήψη τους, χρησιμοποιούνται ενώσεις όπως βρωμιούχος άργυρος, χλωριούχο ή ιωδίδιο.
- Κρύσταλλοι οξαλικού ασβεστίου. Αυτοί οι κρύσταλλοι που σχηματίζονται από τη συσσώρευση αλάτων και ασβεστίου στα νεφρά είναι συνήθως επώδυνοι για ανθρώπινο ον, και μερικές φορές απαιτείται χειρουργική επέμβαση για την εξαγωγή τους, αφού εμποδίζουν τη φυσιολογική αποβολή των ούρων. Έχουν τη μορφή μικρών σκούρων λίθων, που είναι γνωστές ως πέτρες στα νεφρά, ή επίσης «πέτρα» ή «κόκκος» στα νεφρά.