- Kristallwachstum
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Bildung von Eiskristallen bei hoher Luftfeuchtigkeit und niedriger TemperaturAls Kristallisation bezeichnet man den Vorgang der Verhärtung, der aus der Bildung von Kristallen herrührt.
Er kann aus einer Lösung, einer Schmelze, der Gasphase, einem amorphen Festkörper oder auch aus einem anderen Kristall (Umkristallisation), aber immer durch Kristallbildung und Kristallwachstum, erfolgen. Bei diesem Prozess wird Kristallisationswärme frei. Die Entstehung des typischen Gefüges nennt man „Kristalloblastese“.
Damit sich ein Kristall bilden kann, muss der auszukristallisierende Stoff zunächst in Übersättigung gebracht werden. Dies geschieht zum Beispiel durch Abkühlungsprozesse von Lösungen oder von Schmelzen, oder durch Verdampfen des Lösungsmittels. Bei Kristallen, die aus mehreren Komponenten bestehen (zum Beispiel Ionenkristalle), kann die Übersättigung auch durch Mischen von zwei Lösungen hergestellt werden, die jeweils eine der Komponenten enthalten.
Dabei ordnen sich die zuvor gelösten Moleküle bzw. Elemente in einer regelmäßigen, teils stoffspezifischen Form an. Dieser Prozess kann beschleunigt werden, wenn Impfkristalle hinzugefügt werden, die dann in der übersättigten Lösung weiterwachsen. Die Kristalle können dann durch Filtration, Flotation, Zentrifugation oder Siebung von der Lösung getrennt werden (siehe auch Trennverfahren). Ein Beispiel für die Gewinnung eines Massenproduktes durch Kristallisation ist die Gewinnung von Salz in Salinen.
Bei der fraktionierenden Kristallisation wird ein Stoffgemisch (z. B. zwei oder mehr Isomere) in einem geeigneten Lösungsmittel in der Wärme gelöst. Anschließend wird durch Abkühlen dieser Lösung oder durch langsames Verdunsten des Lösungsmittels eine übersättigte Lösung hergestellt aus der ein Isomer bevorzugt auskristallisiert. Die fraktionierende Kristallisation ist also ein Verfahren zur Stofftrennung.
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