Kristallisation: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 28. August 2021, 08:49 Uhr

Eiskristalle bilden sich bei hoher Luftfeuchtigkeit und niedriger Temperatur

Umkristallisation im Labor: Benzophenoxim kristallisiert aus

Als Kristallisation bezeichnet man den physikalischen^[1] Vorgang der Verhärtung bei der Bildung und beim Wachstum von Kristallen. Bei diesem Prozess wird die Kristallisationsenthalpie freigesetzt. Bei der Züchtung von Kristallen werden künstliche Bedingungen geschaffen, unter denen die Kristallisation beschleunigt ablaufen kann.

Kristalle können in einer Lösung, einer Schmelze, einer Gasphase, einem amorphen Festkörper oder auch durch Umkristallisation aus einem anderen Kristall entstehen. Auf die anfängliche Kristallbildung an einem Kristallisationskeim folgt das weitere Kristallwachstum. Die Entstehung des typischen Gefüges nennt man „Kristalloblastese“.

Ablauf

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. Außerdem ist es möglich, durch Hinzufügen einer dritten Komponente die Löslichkeit der bereits gelösten Komponenten zu verringern und so die Übersättigung zu erzeugen.^[2]

Die zuvor gelösten Moleküle, Ionen oder Atome ordnen sich in einer regelmäßigen, teils stoffspezifischen Form an einen Kristallisationskeim an und bilden einen Keimling, der dann in der übersättigten Lösung weiterwächst. Die Kristallbildung kann daher beschleunigt werden, wenn Impfkristalle als Kristallisationskeime hinzugefügt werden.

Die Kristalle können dann durch Filtration, Flotation, Zentrifugation oder Siebung von der Lösung getrennt werden. Ein Beispiel für die Gewinnung eines Massenproduktes durch Kristallisation ist die Gewinnung von Salz in Salinen.

Fraktionierende Kristallisation

Die fraktionierende Kristallisation ist ein Verfahren zur Stofftrennung.

Dabei wird ein Stoffgemisch (z. B. zwei oder mehr Isomere) in einem geeigneten Lösungsmittel durch Erhitzen gelöst. Anschließend wird durch Abkühlen dieser Lösung oder durch langsames Verdunsten des Lösungsmittels eine übersättigte Lösung hergestellt, aus der ein Stoff bevorzugt auskristallisiert.
In einigen Fällen ist sogar eine Enantiomerentrennung möglich, also die Trennung der beiden Enantiomere eines chiralen Stoffes.^[3]
Ein weiterer Spezialfall der fraktionierenden Kristallisation ist die Rieselfilmkristallisation.

Siehe auch

Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorow-Gleichung
Kristallisation (Polymer)
Sturmglas
Einkristall
Van-Arkel-de-Boer-Verfahren
Petrurgie

Weblinks

Wiktionary: Kristallisation – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

↑ Chemische Reaktionen - physikalische Vorgänge
↑ A. Mersmann, Hrsg.: Crystallization Technology Handbook, Marcel Dekker Inc., New York 1995.
↑ Axel Kleemann, Jürgen Martens: Optical Resolution of Racemic S-(Carboxymethyl)cysteine, Liebigs Ann. Chem. 1982, 1995–1998.

[1] Chemische Reaktionen - physikalische Vorgänge

[2] A. Mersmann, Hrsg.: Crystallization Technology Handbook, Marcel Dekker Inc., New York 1995.

[Ariens-3] Axel Kleemann, Jürgen Martens: Optical Resolution of Racemic S-(Carboxymethyl)cysteine, Liebigs Ann. Chem. 1982, 1995–1998.

[1]

[2]

[3]

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 {{Dieser Artikel|befasst sich mit der Kristallbildung, zu weiteren gleichnamigen Bedeutungen siehe [[Kristallisation (Begriffsklärung)]].}}
-[[Datei:Snow_crystallization_in_Akureyri_2005-02-26_19-03-37.jpeg|mini|[[Eis]]kristalle bilden sich bei hoher Luftfeuchtigkeit und niedriger Temperatur]]
+[[Datei:Snow crystallization in Akureyri 2005-02-26 19-03-37.jpeg|mini|[[Eis]]kristalle bilden sich bei hoher Luftfeuchtigkeit und niedriger Temperatur]]
 [[Datei:Umkrist.jpg|mini|[[Umkristallisation]] im Labor: [[Benzophenoxim]] kristallisiert aus]]
 [[Datei:Kristalizacija.jpg|mini]]
-Als '''Kristallisation''' bezeichnet man den physikalischen<ref>[http://www.chemienet.info/3-reak.html Chemische Reaktionen - physikalische Vorgänge]</ref> Vorgang der Verhärtung bei der Bildung und beim Wachstum von [[Kristall]]en. Bei diesem Prozess wird [[Kristallisationswärme]] frei. Bei der [[Kristallzüchtung|Züchtung von Kristallen]] werden künstliche Bedingungen geschaffen, unter denen die Kristallisation beschleunigt ablaufen kann.
+Als '''Kristallisation''' bezeichnet man den physikalischen<ref>[http://www.chemienet.info/3-reak.html Chemische Reaktionen - physikalische Vorgänge]</ref> Vorgang der Verhärtung bei der Bildung und beim Wachstum von [[Kristall]]en. Bei diesem Prozess wird die [[Kristallisationsenthalpie]] freigesetzt. Bei der [[Kristallzüchtung|Züchtung von Kristallen]] werden künstliche Bedingungen geschaffen, unter denen die Kristallisation beschleunigt ablaufen kann.
-Kristalle können in einer [[Lösung (Chemie)|Lösung]], einer [[Schmelze]], einer [[Gasphase]], einem [[Amorphes Material|amorphen Festkörper]] oder auch durch [[Umkristallisation]] aus einem anderen Kristall entstehen. Auf die anfängliche '''Kristallbildung''' an einem  [[Kristallisationskeim]] folgt das weitere '''Kristallwachstum'''. Die Entstehung des typischen [[Gefüge (Werkstoffkunde)|Gefüges]] nennt man „Kristalloblastese“.
+Kristalle können in einer [[Lösung (Chemie)|Lösung]], einer [[Schmelze]], einer [[Gasphase]], einem [[Amorphes Material|amorphen Festkörper]] oder auch durch [[Umkristallisation]] aus einem anderen Kristall entstehen. Auf die anfängliche '''Kristallbildung''' an einem  [[Kristallisationskeim]] folgt das weitere '''Kristallwachstum'''. Die Entstehung des typischen [[Gefüge (Werkstoffkunde)|Gefüges]] nennt man „[[Kristalloblastese]]“.
 == Ablauf ==
 Damit sich ein Kristall bilden kann, muss der auszukristallisierende Stoff zunächst in [[Übersättigung]] gebracht werden. Dies geschieht zum Beispiel durch Abkühlungsprozesse von [[Lösung (Chemie)|Lösungen]] oder von [[Schmelze]]n, oder durch [[Verdampfen]] des [[Lösungsmittel]]s. Bei Kristallen, die aus mehreren Komponenten bestehen (zum Beispiel [[Ionenkristall]]e), kann die Übersättigung auch durch Mischen von zwei Lösungen hergestellt werden, die jeweils eine der Komponenten enthalten. Außerdem ist es möglich, durch Hinzufügen einer dritten Komponente die [[Löslichkeit]] der bereits gelösten Komponenten zu verringern und so die Übersättigung zu erzeugen.<ref>A. Mersmann, Hrsg.: ''Crystallization Technology Handbook'', Marcel Dekker Inc., New York 1995.</ref>
-Die zuvor gelösten [[Molekül]]e bzw. [[Chemisches Element|Elemente]] ordnen sich in einer regelmäßigen, teils stoffspezifischen Form an einen [[Kristallisationskeim]] an und bilden einen Keimling, der dann in der übersättigten Lösung weiterwächst. Die Kristallbildung kann daher beschleunigt werden, wenn [[Impfkristall]]e als Kristallisationskeime hinzugefügt werden.
+Die zuvor gelösten [[Molekül]]e, [[Ion]]en oder [[Atom]]e ordnen sich in einer regelmäßigen, teils stoffspezifischen Form an einen [[Kristallisationskeim]] an und bilden einen Keimling, der dann in der übersättigten Lösung weiterwächst. Die Kristallbildung kann daher beschleunigt werden, wenn [[Impfkristall]]e als Kristallisationskeime hinzugefügt werden.
 Die Kristalle können dann durch [[Filtration (Trennverfahren)|Filtration]], [[Flotation]], [[Zentrifugation]] oder [[Sieben (Größentrennung)|Siebung]] von der Lösung [[Trennverfahren (Verfahrenstechnik)|getrennt werden]]. Ein Beispiel für die Gewinnung eines Massenproduktes durch Kristallisation ist die Gewinnung von Salz in [[Salinen]].
 == Fraktionierende Kristallisation ==
-Die [[Fraktionierte Kristallisation (Chemie)|fraktionierende Kristallisation]] ist ein Verfahren zur Stofftrennung. Dabei wird ein [[Stoffgemisch]] (z.&nbsp;B.  zwei oder mehr [[Isomere]]) in einem geeigneten Lösungsmittel durch Erhitzen gelöst. Anschließend wird durch Abkühlen dieser Lösung oder durch langsames [[Verdunsten]] des Lösungsmittels eine übersättigte Lösung hergestellt, aus der ein Stoff bevorzugt auskristallisiert.
+Die [[Fraktionierte Kristallisation (Chemie)|fraktionierende Kristallisation]] ist ein Verfahren zur [[Stofftrennung]].
-In einigen Fällen ist sogar eine [[Racematspaltung]] möglich, also die Trennung der beiden [[Enantiomere]] eines [[Chiralität (Chemie)|chiralen]] Stoffes.<ref name=Ariens>Axel Kleemann, Jürgen Martens: ''Optical Resolution of Racemic S-(Carboxymethyl)cysteine'', [[Liebigs Ann. Chem.]] '''1982''', 1995–1998.</ref> Ein weiterer Spezialfall der fraktionierenden Kristallisation ist die [[Rieselfilmkristallisation]].
+Dabei wird ein [[Stoffgemisch]] (z.&nbsp;B.  zwei oder mehr [[Isomere]]) in einem geeigneten [[Lösungsmittel]] durch Erhitzen gelöst. Anschließend wird durch Abkühlen dieser Lösung oder durch langsames [[Verdunsten]] des Lösungsmittels eine übersättigte Lösung hergestellt, aus der ein Stoff bevorzugt auskristallisiert.
+<br/>In einigen Fällen ist sogar eine [[Enantiomerentrennung]] möglich, also die Trennung der beiden [[Enantiomere]] eines [[Chiralität (Chemie)|chiralen]] Stoffes.<ref name=Ariens>[[Axel Kleemann]], Jürgen Martens: ''Optical Resolution of Racemic S-(Carboxymethyl)cysteine'', [[Liebigs Ann. Chem.]] '''1982''', 1995–1998.</ref> <br/>Ein weiterer Spezialfall der fraktionierenden Kristallisation ist die [[Rieselfilmkristallisation]].
 == Siehe auch ==
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 * [[Einkristall]]
 * [[Van-Arkel-de-Boer-Verfahren]]
+* [[Petrurgie]]
 == Weblinks ==
-* Thomas Becker: [http://thom-becker.de thom-becker.de] – Fotos von kristallisierten Stoffen
 {{Wiktionary|Kristallisation}}
 * [http://www.ifw-dresden.de/institutes/imw/lectures/pwe/c3-kristall.pdf/download Kristallisation in Physikalische Werkstoffeigenschaften (pdf)] (185 kB)
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 == Einzelnachweise ==
 <references />
+{{Normdaten|TYP=s|GND=4033215-9}}
 [[Kategorie:Trennverfahren]]