Кристаллизация

Для соединений, чувствительных к воздействию кислорода и влаги воздуха, кристаллизация (перекристаллизация) является одним из основных способов очистки вещества. Процесс кристаллизации вещества проходит в две стадии – нуклеации и роста. Нуклеация, образование точек роста, начинается при внесении в раствор заранее приготовленного монокристалла данного вещества (затравки). При отсутствии же затравки нуклеакция может происходить на частицах пыли либо шероховатостях используемой посуды. Далее кристаллы растут за счет смещения равновесия от растворенного состояния к образованию кристаллической фазы.

Процесс кристаллизации основан на изменении физического состояния вещества – переход от неравновесного к равновесному состоянию. Таким образом, все методы кристаллизации могут быть разделены на две большие группы. Методы градиента концентрации заключаются в концентрировании раствора образца, удалении части растворителя либо переносе образца в систему растворителей, в которой материал хуже растворим. Методы температурного градиента основаны на зависимости растворимости вещества от температуры. Как правило, понижение температуры приводит к уменьшению растворимости.

Процесс перекристаллизации начинается с приготовления раствора, насыщенного основным веществом, которое из него кристаллизуется и затем отделяется от оставшегося маточного раствора, в котором остаются примеси.

Выбор метода кристаллизации для конкретного образца во многом зависит от физических и химических свойств вещества. Правильный выбор растворителя и температуры в данном случае является важным критерием для получения кристаллов хорошего качества. При кристаллизации вещества желательно учитывать общие правила, которые применяются ко всем методам:

· важно, чтобы образец содержал минимальное количество примесей. Для получения кристаллов чистого образца необходимо использовать также чистые и свежеперегнанные растворители;

· для перекристаллизации желательно использовать чистую посуду, но уже «бывшую в употреблении». Новая посуда является настолько гладкой, что не содержит центров для нуклеации;

· при выпадении мелкокристаллического осадка необходимо изменить метод кристаллизации, в частности, увеличить время роста кристаллов;

· следует избегать механического перемешивания или повышенной вибрации растворов с кристаллизующимся веществом;

· при кристаллизации по методу градиента концентраций необходимо использовать наименьшее возможное количество растворителя;