kristallisoitumisessa

Kristallisoituminen tarkoittaa kiteisen kiinteän faasin muodostumista liuoksesta, sulasta aineesta tai kaasusta. Prosessi on keskeinen sekä luonnossa että teollisuudessa, esimerkiksi puhdistuksessa, raaka-aineiden valmistuksessa ja lääkkeiden tuotannossa. Kristallisoituminen etenee kahdessa päävaiheessa: ytimen muodostumisessa (nucleation) ja kiteen kasvussa. Nucleation voi olla primaaria, jolloin uusia kiteitä syntyy ilman olemassa olevia rakenteita, tai sekundaaria, jolloin olemassa olevat kiteet, epäpuhtaudet tai hiukkaset toimivat kasvun katalyyttorina. Kun järjestelmä saavuttaa riittävän supersaturaatio, kiteet voivat alkaa kasvaa; aine liittyy kiteen pinnalle ja järjestäytyy lattice-rakenteeseen.

Kiteen kasvua rajoittavat sekä termodynaamiset että kinetiittiset tekijät: supersaturaatio, lämpötilan historia, diffuusionopeus ja pinnan reaktiivisuus. Epäpuhtaudet voivat muuttaa kasvun nopeutta ja kiteen muotoa, ja monissa aineissa tavataan polymorfiaa, jolloin eri kiteiset rakenteet ovat mahdollisia. Koko ja muoto sekä kiteiden lajittelu vaikuttavat kiteen fysikaalisiin ominaisuuksiin, kuten liukoisuuteen, stabiiliuteen ja mekaanisiin ominaisuuksiin.

Kontrollointi ja menetelmät. Kristallisoitumista voidaan ohjata erilaisilla menetelmillä, kuten jäähdytys-kristallisoitumisella, haihduttamiskristallisoitumisella sekä anti-solvent-kristallisoitumisella. Siementäminen, eli pienien aloituskiteiden lisääminen, auttaa saavuttamaan toivotun kiteen koon ja laadun. Kristallisoitumista hyödynnetään laajasti sekä tuotannollisesti että tutkimuksessa puhdistuksessa, materiaalien valmistuksessa ja farmasiaan liittyvissä sovelluksissa.