Kristallenme

kaynağı değiştir]

Bir kristalizasyon işlemi doğası gereği son derece değişken ve kontrolü zor olduğundan termodinamik ve kinetik faktörler tarafından yönetilir. Kirlilik seviyesi, karıştırma rejimi, tank tasarımı ve soğutma profili gibi faktörler üretilen kristallerin şeklinde, sayısında ve boyutunda önemli bir etki yapar.

Şimdi kendinizi harici bir kaynak tarafından ısıtılan saf ve mükemmel bir kristal içindeki bir molekül yerine koyun. Bazı keskin tanımlı sıcaklıklarda, bir çan çalar, komşular terk edilir ve karmaşık mimarideki kristal bu sıvının üzerine çöker. Termodinamik kitabı bunun entropi nedeniyle erime olduğunu söyler, S, moleküllerin mekânsal rastgele yerleşiminin yardımıyla sistemin kazandığı içsel enerjinin (entalpi) üstesinden gelmesini, H, kristal paketlerindeki baskının kırılmasından ortaya çıkan kaybı ifade eder.

Bu kural sıcaklık arttığı zaman bazı istisnalara göz yumar. Aynı şekilde, erimenin üzerindeki soğutmada, sıcaklık aynı kalsa da çan tekrar çalmalıdır ve moleküller aynı kristal form biçiminde olsalar da geri tıklanmalıdır. (click - özel bir anlamı var mı?). Sistem içindeki moleküllerin sıralaması nedeniyle entropinin azalması, evrenin entropisinin artmasına neden olan füzyon nedeniyle ısı salınımı, çevredeki rastgele ısı dağılımıyla telafi edilir.

Ancak, sıvıların bu yolla soğutma üzerindeki davranışlarında kurala göre bir istisna vardır; termodinamiğin ikinci prensibine rağmen kristalleşme daha düşük ısılarda oluşur (aşırı soğutma). Bu, bir kristalin oluşumundan daha kolay imha olması anlamına gelebilir. Benzer şekilde, elde edilen çözeltiden tekrar güzel bir kristalin büyümesi, mükemmel bir kristalin çözücü içinde erimesinden genellikle çok daha kolaydır. Bir kristalin devinimsel olarak çekirdeklenmesi ve gelişmesi termodinamik kontrole tercih edilir.

Kristalleşme dinamikleri[değiştir kaynağı değiştir]

Yukarıda görüldüğü gibi çözünürlüğü etkileyen temel faktörler şunlardır.

Yani kristalleştirme süreçlerini iki temel tür olarak tanımlayabiliriz.

• Soğutarak kristalleştirme
• Buharlaştırarak kristalleştirme

Aslın bu kısım, soğutmanın buharlaştırma yoluyla gerçekleştirilerek çözeltinin yoğunlaşma zamanıyla aynı zaman elde edildiği hibrid sistemler var olduğundan beri kesin değildir,

Bir kristalleştirme işlemi kimya mühendisliğinde sıklıkla ayırıcı billurlaşma olarak anılır. Bu yukarıda bahsedilenlerden özel uygulamadan daha farklı bir (veya her ikisinden) süreç değildir.

Soğutarak kristalleştirme[değiştir kaynağı değiştir]

Kristalleşme süreci iki önemli olgudan oluşur, çekirdeklenme ve kristal büyümesi. Çekirdeklenme, mevcut çalışma koşulları altında kararlı hale gelmesi için, nanometre ölçeğinde (küçük bir bölgede çözünen madde konsantrasyonunu yükselterek), çözünen madde içindeki dağınık molekülleri kümeler halinde toplamak için yapılan bir adımdır. Bu kararlı kümeler çekirdeği oluşturmaktadır. Bununla birlikte, kümeler kararlı değilse çözülürler. Bu nedenle, kümelerin kararlı bir çekirdek oluşturmaları için kritik bir büyüklüğe ulaşmaları gerekir. Bu tür kritik boyut çalışma koşulları tarafından dikte edilir (veya belirlenir) (sıcaklık, aşırı doygunluk vb.). Çekirdeklenme aşaması, atomların dizilişinin ve periyodik olarak belirlendiği, kristal yapının tanımlandığı bir aşamadır. – “kristal yapı”nın, kristalin iri ölçekli özelliklerinin (boyut ve şekil) kristalin içsel yapısının bir sonucu olmamasına karşın atomların göreceli olarak düzenlemesini ifade eden özel bir terim olduğu not edilmelidir.

Kristal büyüme, çekirdeğin kritik küme boyuta ulaşmada başarılı olduğunu gösteren takip eden büyümedir. Çekirdeklenme ve büyüme aşırı doyma var olduğunda aynı anda oluşmaya devam eder. Aşırı doyma kristalleşmenin itici gücüdür, bu yüzden çekirdeklenme oranı ve büyüme çözeltideki aşırı doyma ile sürdürülür. Koşullara bağlı olarak, çekirdeklenme veya büyüme diğeri üzerinde baskın olabilir, ve bir sonuç olarak, değişik boyutlarda ve şekilerde kristaller elde edilir (kristal şekil ve boyutunun kontrolü sanayi üretiminde en önemli kriterlerden birisidir, örneğin tıbbi ürünler). Çalışma şartlarının çözeltinin tekrar aşırı doyumunu sağlayacak şekilde dengesinin değişmediği durumda aşırı doyma bittikten sonra katı-sıvı sistemi dengeye gelir ve kristalleşme tamamlanır.

Birçok bileşik farklı kristal yapılar ile kristalize olma yeteneğine sahiptir, bu poliforfizm (çok biçimli) olarak adlandırılan bir fenomendir. Her polimorf aslında farklı fiziksel özellik gösteren aynı bileşik kristal ve katı haldeki termodinamik polimoftur, örneğin çözünme hızı, şekil (yüzeyler arasındaki açı ve büyüme oranları), erime noktası vb. Bu nedenle, poliforfizm kristal ürünlerin endüstriyel üretiminde büyük öneme sahiptir.

Doğada Kristalleşme[değiştir

nest...

53112 53113 53114 53115 53116