Cristallizzazione

Spieghiamo quali cristallizzazione, i tipi di cristalli esistono, i metodi di cristallizzazione e diversi esempi comuni sono costituiti.

Nella cristallizzazione, le sostanze sono raggruppate per portare a formazioni geometriche, come questi cristalli minerali

Cos'è la cristallizzazione?

IL cristallizzazione È un processo che consiste nella formazione di una struttura solida con altamente ordinata. Questo solido, noto come cristallo, può essere ottenuto da un liquido, una soluzione o un gas, a seconda del metodo di cristallizzazione che viene eseguito.

In generale, la cristallizzazione è un processo lento, perché le sostanze (atomi, ioni, molecole) richiedono tempo per essere in grado di ordinare correttamente. Gemme e minerali, ad esempio, cristallizzano molto lentamente dalla lava o dall'acqua salata, fluidi in cui gli ioni metallici trascinati sono raggruppati.

Tuttavia, non tutte le cristallizzazioni sono lente come i diamanti eterni. Alcuni impiegano ore o secondi inclusivi. Cioè, possiamo trovare cristalli piccoli o microscopici, ognuno con la propria natura chimica, che si presenta davanti ai nostri occhi.

La cristallizzazione è la base per l'esistenza di molti solidi naturali (minerali, zuccheri, sali, ecc.) e artificiale (gemme sintetiche, leghe, ecc.). Pertanto, è comune trovare cristalli ovunque, specialmente per le rocce, o la neve e il ghiaccio dei tappi polari.

Tipi di cristalli

Cristalli solidi

I cristalli solidi sono tutti quelli che corrispondono alle forme ordinate di sostanze solide. Cioè, se viene ordinata la struttura chimica di un solido, allora parliamo di un vetro solido. Ora, nelle seguenti sotto -sezioni vedremo che non tutti i cristalli solidi sono chimicamente gli stessi.

Cristalli liquidi

I cristalli liquidi sono sostanze che manifestano sia proprietà liquide (fluidità) che solidi (rigidità) senza fusione o congelamento. Di solito sono di natura organica e hanno applicazioni tecnologiche come nella progettazione di touch screen.

Cristalli ionici

I cristalli ionici sono cristalli solidi composti da ioni: atomi o molecole con carichi positivi o negativi (anioni). Ad esempio, cristalli di nitrato di potassio (KNO₃), un sale, sono ionici, perché sono composti da cationi⁺ e no₃^-.

Questi cristalli sono duri e fragili. Perché? Perché premendo loro gli ioni di uguali carichi si avvicinano e respinge con grande forza, che frattura il cristallo. Hanno anche elevati punti di fusione e ebollizione, perché il calore fornito deve essere abbastanza alto da separare gli ioni l'uno dall'altro.

Può servirti: anione: formazione, caratteristiche e tipi

Cristalli covalenti

I cristalli covalenti sono quelli in cui i componenti rimangono uniti da legami covalenti. Una conseguenza di ciò è che si formano reti ordinate e tre -dimensionali. Esempi di questi cristalli sono quelli di quarzo, diamante e grafite.

Cristalli molecolari

I cristalli molecolari sono forme ordinate solide che possono raggiungere molecole. Pertanto, invece di intervenire le forze ioniche o i legami covalenti, i componenti rimangono uniti dalle interazioni o dalle forze di van der Waals (chiamate anche forze intermolecolari).

Gli esempi di cristalli molecolari sono quasi illimitati. Alcuni di loro sono: ghiaccio (acqua), iodio (i₂), zucchero, tetrafosforo (P₄), eccetera.

Cristalli di metallo

I cristalli di metallo sono quelli composti da atomi di metallo neutro. Ad esempio, oro (AU), argento (Ag) e sodio (NA), presentano i loro caratteristici cristalli di metallo, variando le dimensioni degli atomi e della natura (o della forza) delle loro interazioni.

Metodi di cristallizzazione

Avendo menzionato i tipi di cristalli esistenti, si vedrà che questi possono essere ottenuti attraverso diversi metodi di cristallizzazione. Alcuni di loro, i più semplici e intuitivi, sono i seguenti:

Raffreddamento

Quando un liquido si blocca passa allo stato solido. Se questo solido è ordinato, avremo un vetro. Allo stesso modo, alcuni gas quando il raffreddamento sono rapidamente in grado di cristallizzare. Detto raffreddamento deve essere controllato, in modo che i componenti che integrano il vetro possano essere ordinati con il tempo.

Evaporazione

Un altro modo per raggiungere la cristallizzazione, per quanto riguarda le soluzioni, è attraverso l'evaporazione del solvente. Ad esempio, se evaporamo l'acqua di mare, cristallizza i sali disciolti come sedimento (in fondo o sulle pareti di un contenitore). Il liquido eliminato, i componenti del vetro saranno raggruppati ordinati per formare il vetro.

Reazione chimica

Le reazioni chimiche possono anche causare cristallizzazione. Se due componenti di un cristallo, che in linea di principio sono separati, vengono improvvisamente mescolati.

Esempi di cristallizzazione

Stalattiti

Le stalattiti che "appendono" dai tetti cavernosi sono anche esempi di una cristallizzazione naturale

Cristallizzazione lenta ma continua di carbonato di calcio (Caco₃) Durante il gocciolamento sui tetti della caverna, si traduce nella formazione delle stalattiti. Nel processo, gli ioni CA²⁺ e co₃^2- Si trovano e si raggruppano mentre l'acqua evapora.

Può servirti: alcol etilico: struttura, proprietà, usi, ottenimento

Stalagmiti

Le stalagmiti sono strutture che si possono trovare nelle grotte, in particolare sui suoli (crescere verso l'alto). Sono composti da composti di calcio e sono formati dalla cristallizzazione dei sali di calcio che si trovano nell'acqua che cade dai tetti delle caverne.

Cristalli di vino

È comune trovare sotto il sughero o nella parte inferiore degli occhiali, in particolare con i vini rossi, una polvere rossastra. Questo solido è in realtà un sale Tartratros che si cristallizza col passare del tempo e in presenza di ioni di calcio e sodio.

Formazione di neve

Acqua liquida quando congelata forma cristalli di ghiaccio. Quando questi cristalli di ghiaccio sono molto piccoli e derivano dalle gocce sospese tra le nuvole, si verifica la formazione di neve. Nelle nevicate precipitano i cristalli di ghiaccio microscopici, che vengono depositati sugli ambienti come se fosse una sabbia bianca.

Cristalli di zucchero

Un altro esempio di vetro molecolare è lo zucchero. Invece di molecole d'acqua, abbiamo molecole di saccarosio. Le molecole incoscienti rimangono collegate dalle forze di van der Waals, che definiscono i cristalli colorati e dolci che di solito vediamo nelle dispense.

La cristallizzazione dello zucchero è uno degli esperimenti chimici più comuni: una soluzione zuccherata viene riscaldata e, una volta raffreddata, un filo imbarcato viene depositato con lo zucchero. Dopo un po ', masse di zucchero grandi e colorate saranno cristallizzate sul filo.

Cristalli di solfato di rame

La cristallizzazione del solfato di rame è una delle più attraenti che può essere contemplata nei laboratori

Simile all'esperimento con i cristalli di zucchero, anche la cristallizzazione dei cristalli di solfato di rame è interessante a causa delle loro tonalità bluastre. Ancora una volta, mentre l'acqua evapora, gli ioni Cu²⁺ E così₄^2- Si trovano e nel processo alcune molecole d'acqua si trattengono per formare la SA idratata₄· 5h₂O.

Può servirti: carattere metallico

Sale

Il sale è l'esempio più comune di cristallizzazione. Questo può essere formato sia naturale (come sale marino) che artificialmente (come nel caso del sale da tavola).

Diamante

Il diamante è una pietra preziosa che si forma dalla cristallizzazione del carbonio puro. Questo è il materiale più difficile che è noto sul pianeta. La sua formazione può essere naturale, come con i diamanti trovati nel mining o nei depositi sintetici.

Rubino

Il rubino è un cristallo rossastro che si forma dalla cristallizzazione dell'ossido di alluminio (Coridón).

Quarzo

Il quarzo è una gemma formata dalla cristallizzazione dell'anidride silicica. È uno dei più abbondanti nelle rocce e il suo colore è variabile.

Peridot

Chiamata anche Olivino, questa preziosa pietra si forma grazie alla cristallizzazione di ferro e magnesio. È di colore verdastro e di solito ha una forma rombo.

Silicati

I silicati sono materiali creati dalla cristallizzazione di silice e altri elementi (ferro, alluminio, calcio, magnesio). Sono presenti in tutte le rocce.

Caramelle

Le caramelle sono realizzate con cristalli di zucchero, quindi si può dire che intervengono due processi di cristallizzazione: il primo per la formazione di zucchero e il secondo per la formazione.

Cream di ghiaccio cremoso

Il gelato cremoso contiene una serie di cristalli che gli danno la consistenza morbida finale. Tra i cristalli contenuti. Va notato che alcuni gelati contengono anche cristalli di lattosio.

In questo senso, il gelato si ottiene attraverso vari processi di cristallizzazione artificiale (uno per i lipidi, uno per il ghiaccio e uno per il lattosio).

Altri esempi

• Preparazione di cristalli zuccherati attorno a un filo o una corda e una soluzione dolce sovrasaturata
• Formazione di cristalli di zucchero del miele depositato nella parte inferiore dei loro barattoli
• La crescita dei calcoli renali, che consistono in cristalli di ossalato di calcio
• La cristallizzazione dei minerali, tra cui gemme e diamanti, nel corso degli anni, le cui forme e bordi sono un riflesso delle loro strutture interne ordinate
• Deposizione di vapori metallici caldi su barre fredde come i supporti per la crescita dei loro cristalli.

Riferimenti

1. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Chimica. (8 ° ed.). Apprendimento del Cengage.
2. Fatti per bambini fantastici. (2021). Fatti di cristallo per bambini. Recuperato da: coolkidfacts.com
3. Wikipedia. (2021). Cristallizzazione. Recuperato da: in.Wikipedia.org
4. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (29 agosto 2020). Definizione di cristallizzazione. Recuperato da: Thoughtco.com