Kristalizacija proti padavinam
Kristalizacija in obarjanje sta dva podobna pojma, ki se uporabljata kot tehniki ločevanja. Pri obeh metodah je končni produkt trdna snov in njegovo naravo je mogoče nadzorovati z manipulacijo različnih spremenljivk v celotnem procesu.
Padavine
Oborine so trdne snovi, sestavljene iz delcev v raztopini. Včasih so trdne snovi posledica kemične reakcije v raztopini. Ti trdni delci se bodo sčasoma usedli zaradi svoje gostote, kar je znano kot oborina. Pri centrifugiranju je nastala oborina znana tudi kot peleta. Raztopina nad oborino je znana kot supernatant. Velikost delcev v oborini se od priložnosti do priložnosti spreminja. Koloidne suspenzije vsebujejo drobne delce, ki se ne usedejo in jih je težko filtrirati. Kristale je mogoče enostavno filtrirati in so večji.
Čeprav je veliko znanstvenikov raziskovalo mehanizem nastajanja oborine, proces še ni povsem razumljen. Vendar je bilo ugotovljeno, da na velikost delcev oborine vplivajo topnost oborine, temperatura, koncentracije reaktantov in hitrost mešanja reaktantov. Oborine lahko nastanejo na dva načina; z nukleacijo in rastjo delcev. Pri nukleaciji se nekaj ionov, atomov ali molekul združi, da tvorijo stabilno trdno snov. Te majhne trdne snovi so znane kot jedra. Pogosto se ta jedra tvorijo na površini suspendiranih trdnih onesnaževalcev. Ko je to jedro še bolj izpostavljeno ionom, atomom ali molekulam, lahko pride do dodatne nukleacije ali nadaljnje rasti delca. Če se nukleacija nadaljuje, nastane oborina, ki vsebuje veliko število majhnih delcev. Nasprotno, če prevladuje rast, nastane manjše število večjih delcev. Z naraščajočo relativno prenasičenostjo se stopnja nukleacije povečuje. Običajno so reakcije padavin počasne. Zato lahko pride do super saturacije, ko raztopini analita počasi dodajamo reagent za obarjanje. (Prenasičena raztopina je nestabilna raztopina, ki vsebuje višjo koncentracijo topljenca kot nasičena raztopina.)
Kristalizacija
Kristalizacija je proces obarjanja kristalov iz raztopine zaradi sprememb pogojev topnosti topljenca v raztopini. To je tehnika ločevanja, podobna navadnemu padavinskemu. Razlika pri tej metodi od običajnega obarjanja je v tem, da je nastala trdna snov kristal. Kristalne oborine se lažje filtrirajo in čistijo. Velikost kristalnih delcev je mogoče izboljšati z uporabo razredčenih raztopin in počasnim dodajanjem obarjalnega reagenta med mešanjem. Kakovost kristala in izboljšanje filtrabilnosti je mogoče doseči z raztapljanjem in ponovno kristalizacijo trdne snovi. Kristalizacijo lahko opazimo tudi v naravi. Najpogosteje se izvaja umetno za različne vrste proizvodnje in čiščenja kristalov.
Kakšna je razlika med kristalizacijo in padavinami?
• Ta dva izraza se razlikujeta zaradi svojih končnih izdelkov. Pri kristalizaciji nastajajo kristali, pri obarjanju pa amorfne trdne snovi.
• Kristali imajo urejeno strukturo kot amorfne trdne snovi; zato je težje proizvajati kristale. Tako je kristalizacija težja od padavin.
• Proces kristalizacije traja dlje kot proces precipitacije.
