Kristalizācija pret nokrišņiem
Kristalizācija un nokrišņi ir divi līdzīgi jēdzieni, kurus izmanto kā atdalīšanas metodes. Abās metodēs galaprodukts ir cieta viela, un tā raksturu var kontrolēt, visā procesā manipulējot ar dažādiem mainīgajiem.
Nokrišņi
Nogulsnes ir cietas vielas, kas sastāv no daļiņām šķīdumā. Dažreiz cietās vielas rodas ķīmiskas reakcijas rezultātā šķīdumā. Šīs cietās daļiņas galu galā nogulsnējas to blīvuma dēļ, un tās sauc par nogulsnēm. Centrifugējot, iegūtās nogulsnes sauc arī par granulām. Šķīdumu virs nogulsnēm sauc par supernatantu. Daļiņu izmērs nogulsnēs mainās atkarībā no gadījuma. Koloidālās suspensijas satur sīkas daļiņas, kas nenosēžas un nav viegli filtrējamas. Kristālus var viegli filtrēt, un tie ir lielāki.
Lai gan daudzi zinātnieki ir pētījuši nogulšņu veidošanās mehānismu, process vēl nav pilnībā izprasts. Tomēr ir konstatēts, ka nogulšņu daļiņu izmēru ietekmē nogulšņu šķīdība, temperatūra, reaģentu koncentrācija un reaģentu sajaukšanas ātrums. Nogulsnes var veidoties divos veidos; kodolu veidošanās un daļiņu augšanas rezultātā. Kodēšanas laikā daži joni, atomi vai molekulas saplūst, veidojot stabilu cietu vielu. Šīs mazās cietās vielas ir pazīstamas kā kodoli. Bieži vien šie kodoli veidojas uz suspendētu cieto piesārņotāju virsmas. Kad šis kodols tiek tālāk pakļauts joniem, atomiem vai molekulām, var notikt papildu kodolu veidošanās vai daļiņas turpmāka augšana. Ja kodolu veidošanās turpinās, rodas nogulsnes, kas satur lielu skaitu mazu daļiņu. Turpretim, ja dominē augšana, tiek ražots mazāks skaits lielāku daļiņu. Pieaugot relatīvajam superpiesātinājumam, palielinās kodolu veidošanās ātrums. Parasti nokrišņu reakcijas ir lēnas. Tāpēc, ja analizējamās vielas šķīdumam lēnām pievieno nogulsnējošu reaģentu, var rasties pārmērīgs piesātinājums. (Pārpiesātināts šķīdums ir nestabils šķīdums, kas satur lielāku izšķīdušās vielas koncentrāciju nekā piesātināts šķīdums.)
Kristalizācija
Kristalizācija ir kristālu izgulsnēšanās process no šķīduma, mainoties šķīdumā esošās izšķīdušās vielas šķīdības apstākļiem. Šis ir atdalīšanas paņēmiens, kas līdzīgs parastajiem nokrišņiem. Šīs metodes atšķirība no parastajiem nokrišņiem ir tāda, ka iegūtā cietā viela ir kristāls. Kristāliskas nogulsnes ir vieglāk filtrējamas un attīrītas. Kristāla daļiņu izmēru var uzlabot, izmantojot atšķaidītus šķīdumus un maisīšanas laikā lēnām pievienojot izgulsnēšanas reaģentu. Kristāla kvalitāti un filtrējamības uzlabošanos var iegūt, izšķīdinot un pārkristalizējot cieto vielu. Kristalizāciju var redzēt arī dabā. Visbiežāk to veic mākslīgi dažāda veida kristālu ražošanai un attīrīšanai.
Kāda ir atšķirība starp kristalizāciju un nokrišņiem?
• Šie divi termini atšķiras to galaproduktu dēļ. Kristalizācijā veidojas kristāli un nokrišņos veidojas amorfas cietas vielas.
• Kristāliem ir sakārtota struktūra nekā amorfām cietām vielām; tāpēc kristālus ražot ir grūtāk. Tādējādi kristalizācija ir grūtāka nekā nokrišņi.
• Kristalizācijas process aizņem vairāk laika nekā nokrišņu process.
