Kryštalizácia

Kryštalizácia

Téma : Kryštalizácia

Úloha : Kryštalizácia z roztokov modrej skalice a chloridu sodného. Porovnanie veľkostí kryštálov vzniknutých voľnou kryštalizáciou, prerušenou kryštalizáciou, pri kryštalizácii zmenou rozpúšťadla a pri kryštalizácii soli pridaním látky so spoločným iónom.

Teória: Kryštalizácia je jednou z najpoužívanejších metód prípravy čistých tuhých látok v anorganickej aj organickej chémii. Je to prechod látky zo stavu amorfného - plynného, taveniny alebo roztoku - na stav kryštalický. Aby látka kryštalizovala z roztoku, musí byť roztok presýtený. 

Proces vylučovania kryštálov z roztoku sa dá iniciovať tromi spôsobmi :

1.odparením rozpúšťadla
2.ochladením roztoku nasýteného za horka
3.ovplyvnením rozpustnosti (Teplotná závislosť koncentrácie nasýteného roztoku danej látky sa nazýva krivka rozpustnosti. Rozpustnosť je teda závislá na chemickej štruktúre látky, rozpúšťadle a teplote. Udáva sa obvykle v gramoch rozpustenej látky na 100 g rozpúšťadla.)

Metódy kryštalizácie :

Voľná kryštalizácia : je kryštalizácia v pokoji, ktorá prebieha pri pomalom ochladení nasýteného roztoku látky.

Prerušená kryštalizácia : je kryštalizácia látky z roztoku nasýteného pri vysokej teplote, ktorý prudko ochladzujeme a miešame.

Pri kryštalizácii spôsobenej pridaním iného rozpúšťadla sa využíva poznatok, že rozpustnosť určitej látky je v rôznych rozpúšťadlách odlišná. Ak sa teda pridá do roztoku také rozpúšťadlo, ktoré sa mieša s rozpúšťadlom v roztoku a v ktorom je rozpustnosť istej látky menšia, vylúčia sa menšie alebo väčšie kryštáliky látky podľa toho, či sa rozpúšťadlo pridá do roztoku naraz za súčasného miešania, alebo postupne bez miešania, pričom sa vytvorí dvojvrstva (roztok – pridané rozpúšťadlo).

Niekedy sa stane, že z roztoku hoci je presýtený, sa dlhší čas nevylučujú kryštály. Kryštalizácia sa urýchli tzv. naočkovaním roztoku, t. j. pridaním niekoľkých malých kryštálov danej látky.

Úloha1: Kryštalizácia z roztoku modrej skalice

Postup : 1.Nalejte asi 5 cm³ roztoku modrej skalice do odparovacej misky.

2.Do kadičky nalejte vodu.
3. Zostavte aparatúru na kryštalizáciu odparovaním rozpúšťadla
4. Zahrievajte, až kým sa neodparí nadbytočné množstvo rozpúšťadla.

5.Vzniká nasýtený roztok látky pri vyššej teplote. (roztok, v ktorom sa pri danej teplote už viac rozpustenej látky nerozpustí)
6.Nasýtený roztok si rozdelíme na 3 časti.

1. Prvú časť nasýteného roztoku necháme v pokoji stáť v kryštalizačnej miske, prikryjeme filtračným papierom, aby sa doň neprášilo.
2. Druhú časť nasýteného roztoku ochladíme pod tečúcou vodou a počas chladenia premiešavame.
3. Do tretej časti nasýteného roztoku pridáme rozpúšťadlo, v ktorom sa nám kryštalizujúca latka nerozpúšťa. Napr. metanol, etanol

Priebeh :

1. Rozpúšťadlo sa veľmi pomaly odparuje a modrá skalica sa vylučuje z roztoku vo väčších kryštáloch.
2. Počas chladenia a miešania sa nám rýchlo vylúčia malé kryštáliky.
3. Pridaním druhého rozpúšťadla naraz za súčasného miešania sa nám vytvorili malé, horšie vyvinuté kryštáliky.

Úloha 2: Kryštalizácia z roztoku chloridu sodného

Postup : Postup je rovnaký ako pri modrej skalice.

Nasýtený roztok si ale rozdelíme na 4 časti, kde v poslednej budeme pozorovať kryštalizáciu soli pridaním látky so spoločným iónom. V tomto prípade sa nám kryštalizácia urýchli a taktiež sa zväčší množstvo vytvorených malých kryštálikov.

Záver : Na veľkosť kryštálov vplýva spôsob a rýchlosť kryštalizácie. Ak sa nechá kryštalizačný roztok v pokoji, vzniká v ňom menej kryštalizačných centier, a teda aj menej, ale väčších kryštálov. Ako sme mohli pozorovať v prípade a). Opakom je rušená kryštalizácia, keď sa kryštalizačný roztok počas chladnutia mieša. Získa sa tým jemne kryštalická látka. Prípad b). Rýchlosť rastu kryštálov je ovplyvnená predovšetkým teplotným rozdielom, pri ktorom sa kryštalizácia uskutočňuje. Pri väčšom teplotnom rozdiele látka vykryštalizuje rýchlejšie v podobe väčšieho podielu drobných kryštálov. V prípade c) sa používa kvapalina dokonale miešateľná s rozpúšťadlom, v ktorej sa však kryštalizujúca látka nerozpúšťa a vylučuje sa z roztoku.