क्रिस्टलीकरण परमाणुओं या अणुओं के एक उच्च संरचित रूप में ठोसकरण है जिसे ए कहा जाता है क्रिस्टल. आमतौर पर, यह धीमी गति से होता है तेज़ी किसी पदार्थ के विलयन से क्रिस्टल का। हालांकि, क्रिस्टल शुद्ध पिघल से या सीधे गैस चरण से जमाव से बन सकते हैं। क्रिस्टलीकरण ठोस-तरल पृथक्करण और शुद्धिकरण तकनीक का भी उल्लेख कर सकता है जिसमें तरल समाधान से शुद्ध ठोस क्रिस्टलीय चरण तक बड़े पैमाने पर स्थानांतरण होता है।
यद्यपि वर्षा के दौरान क्रिस्टलीकरण हो सकता है, लेकिन दो शब्द विनिमेय नहीं हैं। वर्षा बस एक रासायनिक प्रतिक्रिया से अघुलनशील (ठोस) के गठन को संदर्भित करता है। एक अवक्षेप अनाकार या क्रिस्टलीय हो सकता है।
क्रिस्टलीकरण की प्रक्रिया
क्रिस्टलीकरण होने के लिए दो घटनाएँ घटित होनी चाहिए। सबसे पहले, परमाणुओं या अणुओं को एक प्रक्रिया में सूक्ष्म पैमाने पर एक साथ क्लस्टर किया जाता है केंद्रक. अगला, यदि क्लस्टर स्थिर और पर्याप्त रूप से बड़े हो जाते हैं, क्रिस्टल की वृद्धि तब हो सकता है।
परमाणु और यौगिक आम तौर पर एक से अधिक क्रिस्टल संरचना (बहुरूपता) का निर्माण कर सकते हैं। कणों की व्यवस्था क्रिस्टलीकरण के न्यूक्लियेशन चरण के दौरान निर्धारित की जाती है। यह तापमान, कणों की सांद्रता, दबाव और सामग्री की शुद्धता सहित कई कारकों से प्रभावित हो सकता है।
क्रिस्टल विकास चरण में एक समाधान में एक संतुलन स्थापित किया जाता है जिसमें विलेय कण विलयन में वापस घुल जाते हैं और ठोस के रूप में अवक्षेपित होते हैं। यदि समाधान सुपरसैचुरेटेड है, तो यह क्रिस्टलीकरण को ड्राइव करता है क्योंकि सॉल्वेंट सपोर्ट नहीं कर सकता। कभी-कभी क्रिस्टलीयकरण को प्रेरित करने के लिए एक सुपरसैचुरेटेड घोल अपर्याप्त होता है। यह एक प्रदान करने के लिए आवश्यक हो सकता है बीज का क्रिस्टल या न्यूक्लियेशन और ग्रोथ शुरू करने के लिए एक खुरदरी सतह।
क्रिस्टलीकरण के उदाहरण
एक सामग्री या तो स्वाभाविक रूप से या कृत्रिम रूप से या तो जल्दी या भूवैज्ञानिक काल के आधार पर क्रिस्टलीकृत हो सकती है। प्राकृतिक क्रिस्टलीकरण के उदाहरणों में शामिल हैं:
- हिमपात का गठन
- एक जार में शहद का क्रिस्टलीकरण
- स्टैलेक्टाइट और स्टैलेग्माइट का निर्माण
- रत्न स्फटिक का चित्रण
कृत्रिम क्रिस्टलीकरण के उदाहरणों में शामिल हैं:
- बढ़ रही है चीनी क्रिस्टल विरोध में
- सिंथेटिक रत्नों का उत्पादन
क्रिस्टलीकरण के तरीके
किसी पदार्थ को क्रिस्टलीकृत करने के लिए कई विधियों का उपयोग किया जाता है। एक बड़ी हद तक, ये इस बात पर निर्भर करता है कि क्या शुरुआती सामग्री एक आयनिक यौगिक (जैसे, नमक), सहसंयोजक यौगिक (जैसे, चीनी या मेन्थॉल), या एक धातु (जैसे, चांदी या स्टील) है। बढ़ते क्रिस्टल के तरीकों में शामिल हैं:
- घोल को ठंडा करना या पिघलाना
- एक विलायक बाष्पीकरण
- विलेय की घुलनशीलता को कम करने के लिए एक दूसरा विलायक जोड़ना
- उच्च बनाने की क्रिया
- सॉल्वेंट लेयरिंग
- एक कटियन या आयनों को जोड़ना
सबसे आम क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया एक विलायक में विलेय को भंग करने के लिए होती है जिसमें यह कम से कम आंशिक रूप से घुलनशील होता है। घोल को बढ़ाने के लिए अक्सर घोल के तापमान को बढ़ाया जाता है इसलिए घोल की अधिकतम मात्रा घोल में चली जाती है। अगला, गर्म या गर्म मिश्रण को अनिच्छुक सामग्री या अशुद्धियों को हटाने के लिए फ़िल्टर किया जाता है। शेष समाधान (छानना) को क्रिस्टलीकरण को प्रेरित करने के लिए धीरे-धीरे ठंडा करने की अनुमति है। क्रिस्टल को समाधान से हटाया जा सकता है और सूखने की अनुमति दी जा सकती है या एक विलायक का उपयोग करके धोया जा सकता है जिसमें वे अघुलनशील हैं। यदि नमूना की शुद्धता बढ़ाने के लिए प्रक्रिया को दोहराया जाता है, तो इसे कहा जाता है recrystallization.
समाधान के ठंडा होने की दर और विलायक के वाष्पीकरण की मात्रा परिणामी क्रिस्टल के आकार और आकार को बहुत प्रभावित कर सकती है। आमतौर पर, धीमी वाष्पीकरण के परिणामस्वरूप न्यूनतम वाष्पीकरण होता है।