cristalizam

Cristalizarea este procesul prin care o substanță solidă dobândește o rețea cristalină ordonată, de obicei pornind de la o soluție, de la o topire sau dintr-un gaz. În timpul cristalizării se formează nuclei de cristal, care se dezvoltă prin creștere, rezultând cristale cu aranjare periodică a atomilor sau moleculelor.

Mecanismul implică două etape principale: nuclearea, care poate fi omogenă sau heterogenă, și creșterea cristalelor. Suprasaturarea, temperatura, viteza de răcire și prezența impurităților afectează atât rata nucleării, cât și viteza de creștere, determinând mărimea, forma și puritatea cristalelor.

Modalități comune de cristalizare includ cristalizarea din soluție prin răcire sau evaporare, cristalizarea prin adăugarea unui anti-solvent, și cristalizarea din topire. În cazul polymerilor și metalelor, cristalizarea din topire este adiacentă, iar poate apărea formarea de faze cristaline diferite.

Factori principali de control sunt solventul ales, profilul termic, timpul de proces, agitația, prezența cristalelor inițiale, aditivii și condițiile de puritate. Cristalizarea poate genera polimorfism, adică diferite forme cristaline ale aceleiași substanțe, precum și solvate sau hidrați, cu impact asupra proprietăților fizice.

Aplicațiile includ purificarea și izolarea substanțelor în industrie farmaceutică, producția de zahăr și săruri în industrie alimentară, fabricarea de materiale și semiconductori, precum și studii în geologie și mineralogie. Exemple comune: NaCl cristalizat din soluție sărată sau cristalizarea zahărului din soluție.

Caracterizarea cristalizării se face prin tehnici precum difracția de raze X, microscopie, calorimetrie diferențială de scanare (DSC) și alte metode analitice. Provocări în domeniu includ controlul polimorfismului, creșterea uniformă a cristalelor, formarea aglomeratelor și scalarea proceselor.