Kristalliseerumine

Kristalliseerumine on protsess, mille käigus lahustunud aine eraldub kristallilise faasina või lahuse külmudes jaotunud kristallideks. See protsess koosneb peamiselt nucleatsioonist ehk keskpunktide tekkest ning nende keskpunktide kasvust. Nukleatsioon võib olla homogeenne (algab lahuses ühtlaselt) või heterogeenne (toetudes pindadele või lisanditele). Kristalliseerumine toimub tavaliselt siis, kui lahus on üle küllastunud või kui temperatuuri ja lahustuvust muudetakse, mis soodustab stabiilse kristallilise faasi teket.

Supersaturated lahus on kristalliseerumise oluline eeltingimus. Kui lahus on küllastunud või üleküllastunud, tekib hooajook ning kristallide arv ja suurus sõltuvad keskkonna tingimustest ning ajast. Nucleatsiooni kiirust ja kasvukiirust mõjutavad kontsentratsioon, temperatuur, lahusti kvaliteet ning lisandid. Seetõttu on kristalliseerumist võimalik kontrollida, muutes neid parameetreid või kasutades seadmeid, mis piiravad või soodustavad konkreetseid keskpunkte.

Kristalliseerumist kasutatakse erinevatel viisidel: evaporatsioon (lahusti aurustub ja lahusest tekivad kristallid), jahutamisel tekkinud kristalliseerumine ning lisanditega (antisolvent) või muudetud lahustuvusega seotud meetodid. Erinevad kristallid võivad omada erinevat kristallvõre (polümorfism), mis mõjutab lahustuvust, tihedust ja omadusi. Kristallide kuju (habit) ning defektid mängivad samuti rolli.

Rakendused hõlmavad farmaatsiat (ravimite kristalliseerimine), tooraine töötlemist, keemia ja materjaliteadust ning geoloogiat. Näited: NaCl või suhkru kristalliseerumine lahustest ning mineraalide või metallide kristalliseerumine süsinikdioksiidi ja lahustite abil.