Равандҳои кристаллизатсия Чӣ гуна ва кай рух медиҳанд?

Бешубҳа, шумо ягон бор дар бораи кристаллҳо шунидаед, эҳтимол дорад, ки дар ин лаҳза ақли шумо алмоси бузург, аметист ё топазро тасаввур кунад. Ва албатта, ба ин гурӯҳ бисёре аз маъруфҳо низ шомиланд "Сангҳои қиматбаҳо", аммо кристалл купюре нест, ки майдони заргариро ба таври возеҳ дар бар гирад.

Кристалл маҳсули ниҳоии раванди ҷолибест, ки бо номи кристаллизатсия маъруф аст, ки тавсиф мешавад, ки дар натиҷа як ҷисми якхела, ки аз ҷониби «чеҳраҳо» ба вуҷуд омадааст, ки қисмҳои дар ҳавопаймоҳои гуногун ҷойгиранд.

Хусусиятҳои сахт аз кристаллизатсия

Андозаи булӯр хусусияти тағирёбанда буда, дар доираи васеъи андозагирӣ мебошад. Кристаллҳои "азим" -ро ёфтан мумкин аст, ки онҳоро тавассути воҳиди хаттии "метр" чен кардан мумкин аст, инчунин мо метавонем кристаллҳоро ёбед ки бояд бошад бо ибораи "микронҳо" ифода ёфтааст, зеро андозаи хурди онҳо онҳоро бо микроорганизмҳо, аз қабили бактерияҳо, ки танҳо тавассути микроскоп мушоҳида мешаванд, муқоиса мекунад.

Тавре ки қайд кардем, равандҳои кристаллӣ маҳсулоти тозагии баландро ба бор меоранд, бинобарин мо қаблан дар таъриф муайян карда будем кристаллҳо якхела мебошанд: яъне таркиби маҳсулот дар ҳар нуқтаи ҳаҷми сахт дар арзиши доимӣ боқӣ мемонад, ки ин ҳамчунин маънои онро дорад, ки хусусиятҳои физикӣ ва кимиёвӣ дар тамоми қисм бетағйир боқӣ мемонанд ва дар сурати риоя шудани тағирёбӣ аз сабаби вайроншавӣ, тағирот дар тамоми намудҳо ба амал хоҳад омад. Ин сифат кристаллҳоро дар соҳаҳои мухталиф маҳсулоти қиматбаҳо месозад, аз қадр кардани сифати мавод то истифодаи раванди кристаллӣ ҳамчун усули ҷудо кардани моддаҳо.

Маҳсулоти кристаллиро инчунин дар сатҳи лабораторӣ, тавассути реаксияҳои назоратшаванда дар маҷлисҳо ҷудо кардан мумкин аст, ки равандҳои стихиявии дар табиат рухдодаро тақлид мекунанд. Яке аз бартариҳои асосии кристаллҳое, ки дар равандҳои идорашаванда ба даст оварда мешаванд, дар он аст, ки онҳо шаклҳои бештар муқаррариро пешниҳод мекунанд, ки ба рақамҳои бисёркунҷаи дақиқи бештар мувофиқат мекунанд.

Дар кристалл мо бояд чеҳраҳоеро, ки ба одати воқеии кристаллӣ хосанд (фарқиятҳои морфологӣ) фарқ кунем ва дар асоси шумораи онҳо, мо шаклҳои бунёдии ҷисмро дида мебароем. Одатан дар кристалл бо омезиши якчанд шакли фундаменталӣ муайян карда мешавад, асосӣ инҳоянд:

• Педион: Шишае, ки аз як чеҳраи ҳамвор иборат аст, бидуни муодил.
• Пинакоид: Он аз ду чеҳраи муодили нисбати меҳвари симметрия иборат аст.
• Сфеноид: Ду чеҳраи баробар, ки ин сахтро ташкил медиҳанд, дар атрофи меҳвари дуӣ қарор доранд.
• Призма: Он аз чеҳраҳои ҳамҷинс иборат аст, ки минтақаро ташкил медиҳанд. Азбаски "майдони булӯр", ки ҳамчун маҷмӯи чеҳраҳо ба як самт параллел муайян карда мешавад, ба канори ҳамон монанд аст.

Сохтори кристаллҳоро аз нуқтаи назари дохилӣ метавон аз ҷониби як системаи каму беш якхела, даврӣ ва анизотропии маводи гудохташуда, ки сохтро дар нуқтаҳои гуногуни фазо инкишоф медиҳад, ҳисоб кунанд. Дар байни хусусиятҳои кристаллҳо, он аст, ки ҳар як нуқта такрори мунтазам доранд дар фазое, ки мавод ишғол кардааст. Дар кристаллография падидае, ки ба ин амал таъсир мерасонад, номида мешавад тарҷума.

Раванди кристаллӣ

Барои ба вуқӯъ омадани кристаллизатсия мо бояд аз моддае сар кунем, ки онро тасниф кардан мумкин аст "Кристаллӣ", ва ин барои он муайян карда мешавад, ки зарраҳое, ки онро ташкил медиҳанд, хоҳ табиати атомӣ, молекулавӣ ва ё ионӣ бошанд, хосиятҳои ҳамҷинсият, даврият ва симметрия доранд.

Вақте ки ягон нуқтаи моддаи кристаллӣ зарраҳо ба азнавташкилдиҳӣ шурӯъ мекунанд, дар марҳилаи маъруф бо номи тамоми раванд фаъол мешавад. ядро. Ин тамоми раванд ба ғайр аз тағирёбии аёнии тартиби зарраҳо, раванди тағирёбии шароити термодинамикаро низ дар бар мегирад, ки ба ҷуброни ихтилофоти дар натиҷаи тағирёбии энергияи озоди Гиббс равона шудаанд, ки бо се ҳодиса:

• Тағироти энергияи кимиёвӣ.
• Таъсиси интерфейси байни минтақаи ҳастаӣ ва фазаи боқимондаи якхела.
• Тағирёбии ҳаҷм ва шакл, ки ин раванд дар бар мегирад, шиддатро ба вуҷуд меорад.

Фазаи навбатӣ вақте ба эътидол меояд, ки сохтори пойгоҳи ядро ​​ба эътидол меояд. Қадами навбатӣ чизи мантиқӣ ва пешгӯишаванда аст, вақте ки сохтори асосӣ ба даст меорем, мо ба раванде ворид мешавем афзоиш, ки дар он тағироти андозаҳои ядро ​​мушоҳида мешавад. Кам-кам ин афзоиш боиси пайдоиши чеҳраҳо мегардад, то даме ки булӯр одати мушаххас пайдо накунад.

Механизми афзоиши булӯр

Назарияи таҳиякардаи Фолмер чӣ гуна афзоиши кристаллро мефаҳмонад ва муайян мекунад, ки дар атрофи сохтори асосӣ аз ядрои моддаи кристаллӣ як навъ қабати азхудкунӣ, ки ҳамчун интерфейс амал мекунад ва илова бар ин, ба муҳоҷирати зарраҳо дар атрофи он мусоидат мекунад, ки ба сатҳи параллел ҳаракат мекунанд. Натиҷаи ин раванд ҳамчун сохторе муайян карда мешавад, ки дар ҳамвории дуандоза муайян карда шудааст.

Дар навбати худ, Коссел ва Страски муайян карданд кори механики талаб карда мешавад то ба сатҳи ин қабат ба мустаҳкам шудани ион ноил шавем ва он ба мавқеи он вобаста бошад.

Таҳияи моделе, ки афзоишро муайян мекунад, пешгӯии минтақаҳои сершуморро талаб мекунад, ки дар онҳо суръати баландтари тағирот мушоҳида карда мешавад (минтақаҳои суперсатураи маҳаллӣ). Ин нишон медиҳад, ки афзоиши булӯр дар қабатҳои рух медиҳад.

Кристаллизатсия ҳамчун механизми ҷудошавӣ

Азбаски кристалл бо моддаи якхела ҳосил мешавад, истифодаи он ҳамчун усули ҷудогонаи интихобии моддаҳо паҳн шудааст, дар байни якчанд усул, дар зер мефаҳмонем, ки истифодаи онҳо васеътар аз чӣ иборатанд:

• Илова кардани як пардохтпазирии нав: Агар мо хусусияти маҳсулоте, ки мо кор карда истодаем, медонем, мо ин усулро истифода бурда метавонем, ки асосан аз илова кардани як ҳалкунандаи нав иборат аст, ки бо ҳалкунандае, ки дар он моеъи ҳалшавандае, ки мо кристалл кардан мехоҳем, ғарқ мешавад. Вақте ки ҳалкунандаи нав интихобан ба ҳамкорӣ бо гомологи худ оғоз мекунад, моддаи ҳалшаванда тунук шуда, раванди кристаллизатсияро оғоз мекунад.
• Хунуккунӣ ба консентратсияҳои баланди ҳалшаванда: Вақте ки мо як маҳлули консентратсияи баланд дорем, ки он дар ҳарорати баланд сохта шудааст ва мо онро ба раванди хунуккунӣ пешниҳод мекунем, мо як ҳолати супершиддатро ба даст меорем, ки дар он миқдори зиёди маҳлул нисбат ба ҳалкунанда қабул карда мешавад, дар он ҳолатҳои нав шароити ҳарорат. Агар раванди паст кардани ҳарорат ба тариқи назорат анҷом дода шавад, мо метавонем ба андозаи кристалле, ки ба даст овардан мехоҳем, таъсир расонем.
• Сублимация: Ин техникаро танҳо дар пайвастагиҳои кристаллӣ, ки фишори баланди бухорро пешниҳод мекунанд, ба тарзе истифода бурдан мумкин аст, ки табдили фазаи газ ба фазаи сахт гузаришро аз нуқтаи обшавӣ талаб накунад.