kristályosodást

Kristályosodás olyan fázisátalakulási folyamat, amely során egy anyag rendezetten, hosszú távú kristályrácsot felépítő kristályokká rendeződik. Előfordulhat oldatból kicsapódásként, oldatból való kiválásként vagy gázból történő lerakódásként is. A folyamat során a darabos anyag tisztulhat és mérete kitágulhat, a kristályok pedig különböző morfológiát vehetnek fel.

A kezdeti lépés a nucleáció, vagyis a kis magok képződése. Ezekre a magokra növekednek a kristályok. Homogén nucleáció esetén a magok a folyamat belső köze gből jönnek létre, heterogén nucleáció pedig felületek vagy szennyeződések segítésével zajlik. A nucleációt és a növekedést nagyrészt a szupernövekedésnek nevezett túltelítettség vezérli; minél nagyobb az oldat vagy gáz szupernövekedése, annál gyorsabban alakulnak ki kristályok.

Környezeti tényezők és kinematika kulcsfontosságúak a kristályosodás ütemére és formájára. Befolyásolja a hőmérséklet, az oldószer típusa és összetétele, a koncentráció, a nyomás, a pH és a jelenlévő adalékanyagok. Szabályozható kiegyenlítésként célcél, hogy a kristályok tiszták legyenek, megfelelő méretűek és kívánt morfológiával rendelkezzenek.

Típusok és jellegzetességek közé tartozik az oldatból történő kristályosodás (kicsapódás), a párolgásos kristályosodás és a frakcionált kristályosodás. Emellett gyakori a polimorfia, amikor ugyanazon anyag különböző kristályrács-formákat vehet fel.

Jelentős alkalmazásokkal bír a természetben és az iparban: cukor- és sókristályosodás a konyhában, jégkristályok a környezetben, ásványkristályok a geológiában, valamint gyógyszer- és anyagtudományi alkalmazások, ahol a kristálytisztaság és a polimorfia fontos tényezők. A kontrollált kristályosodás lehetővé teszi a kívánt méret, tisztaság és morfológia elérését, például seed-kristályok vagy megfelelő hűtési/procio technikák alkalmazásával.