kristalliserar

Kristalliserar betecknar processen där molekyler eller joner ordnas i ett regelbundet kristallgitter och där en fast kristall avskiljs från en annan fas, till exempel en lösning, en smälta eller en gas. Termen används generellt inom kemi, materialvetenskap och geologi.

Processen består vanligtvis av kärnbildning (nukleation) och kristallväxt. Kärnbildningen kan vara primär, spontan i ett övermättat system, eller sekundär, som initieras av befintliga ytor eller främmande kristaller. Tillväxten beror på övermättnad, temperatur och diffusionshastighet.

Kristallisationer delas ofta in i tre sammanhang: från lösning (utfällning), där föreningar kristalliseras när lösningen blir övermättad; från smälta (kylning eller avsvalning); och från gas (deposition av molekyler till fasta kristaller). Val av lösningsmedel, smältans temperatur och avkylningshastighet avgör kristallernas struktur.

Faktorer som påverkar inkluderar nivå av supersättning, temperaturprofil, närvaron av föroreningar eller tillsatser, lösningsmedelval och omrörning. Dessa faktorer styr nucleationshastigheter och kristallernas morfologi, storlek och polymorfism. I industriell skala används ofta sådd (seeding) och kontrollerad avkylning.

Användningar finns inom läkemedelsproduktion, där kristallisering används för att uppnå önskad renhet och biotillgänglighet, livsmedelsindustrin för socker- och saltkristallisation samt materialvetenskap och geologi där kristallbildning förklarar bergarter och kristallfraktioner.

Metoder för att studera processen inkluderar mikroskopi av kristaller, röntgendiffraktion och differential scanning calorimetry. Teoretiska modeller som Avrami–Kolmogorov beskriver hur kärnor bildas och växer över tid och hur de påverkar den totala kristalliseringen.