Методы градиента концентрации

Упаривание растворителя является одним из самых простых способов кристаллизации, в особенности для соединений, стабильных в условиях окружающей среды. Выбор подходящего растворителя очень важен для данного метода перекристаллизации, поскольку растворитель может значительно влиять на механизм роста кристаллов, а также входить в состав кристаллической решетки. Для правильного выбора «идеального» растворителя малые порции образца растворяют в небольшом объеме растворителя или смеси растворителей. Затем переносят раствор образца в чистую кристаллизационную чашку и покрывают стеклянной пористой пластиной либо алюминиевой фольгой с небольшими отверстиями. Скорость роста кристаллов можно замедлить охлаждением раствора. Образование лишь нескольких кристаллов свидетельствует о недостатке ядер нуклеации. Количество точек роста может быть увеличено помещением дополнительных кристаллов в раствор или трением стеклянной палочкой.

Для веществ, нестабильных к воздействию кислорода и влаги воздуха, данный метод используется редко, так как он требует пропускания большого количества инертного газа. В данном случае инертный газ не только предотвращает разложение образца, но и ускоряет испарение растворителя, захватывая его пары (рисунок 13а).

Рисунок 13. Кристаллизация (а – упаривание, б - диффузия).

Другая разновидность метода градиента концентрации базируется на диффузии жидкостей в системе растворитель А / растворитель В или растворитель А/ пары растворителя В. Для данного метода выбирается пара растворителей или смесь растворителей, в одном из которых вещество хорошо растворимо, а в другом не растворимо. При диффузии в системе растворитель А/растворитель В первым в кристаллизационную посуду помещается растворитель с большей плотностью, а сверху наливается растворитель с меньшей плотностью. Вещество при этом может находиться в любом из растворителей. Кристаллы начинают расти на границе раздела фаз. В случае выпадения осадка сразу после добавления второго растворителя необходимо замедлить процесс диффузии, например, разделить растворитель А и В третьим слоем растворителя С, который не смешивался бы с ними или с образцом. Важно помнить, что верхний слой добавляется очень осторожно, чтобы по возможности максимально исключить перемешивание (рисунок 13б).

Другая вариация диффузионного метода кристаллизации – это диффузия в системе растворитель А / пары растворителя В. Для кристаллизации веществ, стабильных в инертной атмосфере, собирается система, состоящая из двух соединенных между собой сосудов Шленка, в одном из которых находится раствор образца в небольшом количестве растворителя А (в котором вещество хорошо растворяется), во второй помещается растворитель В (в котором вещество плохо растворяется) (рисунок 14).