kristallisatiegedrag

Kristallisatiegedrag verwijst naar de verzamelde eigenschappen en processen waardoor een stof in kristallijne vorm ontstaat onder gegeven omstandigheden. Het omvat nucleatie, kristalgroei en de mogelijke polymorfe of amorfe toestand, evenals de morfologie van de kristallen (kristalhabitus) en de kinetiek die de snelheid bepaalt.

Nucleatie vindt plaats wanneer kleine kristallijntjes ontstaan uit een supersaturatie-oplossing of smelt. Het kan homogeen plaatsvinden in de bulk of heterogeen aan oppervlakken of dragers. De groei van kristallen volgt nadat een kritische nucleus is gevormd, wat afhangt van temperatuur, concentratie en interactie met oplosmiddel en onzuiverheden. Groeisnelheden kunnen anisotroop zijn, wat leidt tot specifieke kristalhabitus.

Factoren: oplosmiddel, temperatuurprogramma, druk, pH, aanwezigheid van verontreinigingen of zaadkristallen, surfactants, en mechanische invloeden. Supersaturatie is vaak een drijvende kracht.

Polymorfie en amorfe toestand: dezelfde stof kan meerdere kristalstructuren aannemen; polymorfen hebben verschillende fysische eigenschappen zoals oplosbaarheid en stabiliteit. Een amorfe toestand of snelle afkoeling kan kristallisatie belemmeren of veranderen. Kristallisatiegedrag bepaalt de kristalgrootte, vorm en kwaliteit.

Metingen en modellering: X-ray diffractie, DSC, Raman, UV-Vis, lichtmicroscopie, SEM, en in situ technieken. Kinetische modellen beschrijven nucleatie- en groeisnelheden; computermodellering helpt procesontwerp.

Toepassingen: farmacie, voeding, chemische engineering en materiaalwetenschappen. Het ontwerp van crystallisatieprocessen streeft naar gewenste kristalvorm, kristalgrootte en zuiverheid, met aandacht voor reproduceerbaarheid en schaalbaarheid.