Kristallisation

Kristalle

Ein Kristall ist ein Brocken eines Materials in der festen Form. Er ist typischerweise die reinste Form des Materials. Auf mikroskopischer Ebene haben Kristalle ein regelmäßiges Muster. Das bedeutet, dass die Atome und Moleküle in den Kristallen einer bestimmten, sich wiederholenden Struktur folgen.

Beispiele aus der Natur

Objekte von den seltensten kostbaren Diamanten bis hin zu Salzkörnern sind Kristalle. Die schönen Phänomene der Schneeflocken entstehen durch die Kristallisation. Diesen Prozess findet man auch in der Abgeschiedenheit einer Höhle. Er führt zur Bildung von Stalaktiten und Stalagmiten.

Kristallisationsprozess

Der Kristallisationsprozess führt zu einer physikalischen Veränderung der Objekte. Er führt zur Bildung von Kristallstrukturen. Eine klare Unterscheidung der Kristallisationsprozesse ist nicht möglich. Man kann aber zwei Kategorien von Kristallisationsprozessen identifizieren, nämlich die Abkühlungskristallisation und die Verdampfungskristallisation.

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Abkühlungskristallisation

Viele Stoffe, die in einem Lösungsmittel gelöst sind, bilden bei diesem Verfahren beim Abkühlen unter günstigen Bedingungen Kristalle. Diese Methode ist jedoch nicht sehr verbreitet und hat viele Einschränkungen. In der Regel wird die Substanz bei dieser Methode erhitzt und dann abkühlen gelassen.

Verdampfungskristallisation

Sie ist häufiger als die Kühlungskristallisation. Beim Verdampfen von Meerwasser bleibt Salz zurück. Reine Stoffkristalle werden nach dem Verdampfen von Lösungen abgeschieden. Diese Methode erfordert jedoch eine hohe Konzentration der Substanz in der Lösung. Daher sollte das Massenverhältnis von gelöster Substanz zu Lösungsmittel hoch sein.

Einfache Experimente zur Demonstration der Kristallisation

Experiment 1

• Zunächst nimmt man etwas Wasser in ein Becherglas. Füge ein paar Tropfen verdünnte Schwefelsäure (H2SO4) hinzu.
• Erhitze die Mischung auf einem Brenner. Geben Sie Kupfersulfatpulver hinzu, wenn es zu kochen beginnt.
• Rühren Sie die Lösung weiter um. Fügen Sie weiterhin Kupfersulfatpulver zur Lösung hinzu, bis es löslich ist.
• Nun filtern Sie die Lösung und lassen Sie sie abkühlen.
• Sie werden Kristalle von Kupfersulfat in der Lösung schweben sehen.

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Experiment 2

• Gib 160 g Natriumacetat in einen Kolben und füge 30 mL Wasser hinzu.
• Erhitze den Kolben auf einem Brenner oder einer Heizplatte, bis er zu kochen beginnt.
• Rühren Sie die Lösung um, bis sich die Natriumacetatkristalle auflösen.
• Nehmen Sie nun den Kolben vom Herd und lassen Sie ihn eine Weile abkühlen.
• Schließlich legen Sie ein oder zwei Natriumacetatkristalle auf eine Fläche und gießen die Lösung darüber.
• Versuchen Sie, den Strom der Lösung konstant zu halten.
• Die Lösung wird erstarren und eine vertikale Struktur bilden.

Gelöste Beispiele für Sie

Frage: Welche der folgenden Aussagen ist/sind richtig?

1. Bei der Verdampfung von Wasser entstehen Salze.
2. Das bei der Kristallisation erhaltene Salz ist rein und seine Kristalle sind groß.
3. Die Form der Kristalle ist nach der Kristallisation deutlich zu sehen.
4. Große Kristalle von reinen Stoffen können nicht aus ihrer Lösung gebildet werden.

Lösung: Die Option A stellt die richtige Aussage dar. Salz kann durch die Verdampfung von Meerwasser gewonnen werden. Das bei der Kristallisation gewonnene Salz ist nicht rein und seine Kristalle sind klein. Nach der Kristallisation ist die Form der Kristalle nicht klar zu erkennen. Aus ihren Lösungen können große Kristalle von reinen Substanzen gebildet werden.

Frage: Verfahren zur Entfernung von unlöslichen Verunreinigungen aus der Lösung während der Kristallisation:

1. Trocknen
2. Filtrieren
3. Erhitzen
4. Abkühlen

Lösen: Erhitzen ist der Vorgang, bei dem die Temperatur eines Körpers von seiner ursprünglichen Temperatur erhöht wird. Kühlen ist der Prozess der Verringerung der Temperatur eines Körpers von seiner ursprünglichen Temperatur. Filtration ist der Prozess der Abtrennung von kleinen Feststoffpartikeln aus einer Flüssigkeit, indem die Flüssigkeit durch die Poren einer Substanz, genannt Filter, geleitet wird. Außerdem entfernt die Filtration unlösliche Verunreinigungen aus der Lösung während der Kristallisation. Trocknen ist der Prozess des Austrocknens der auf einem beliebigen Material vorhandenen Flüssigkeit durch Erhitzen des Materials. Option B ist richtig.

Frage: Die Verdampfung von Meerwasser führt zu:

1. Kristallisation
2. Sedimentation
3. Galvanisation
4. Amalgamation

Lösung: Kristallisation