Kas ir Kristalizācija?

Kristāli veidojas, kad izšķīdušās vielas koncentrācija sasniedz maksimumu, ko sauc par pārsātinājumu. Pēc tam šķīduma atdzesēšana vai iztvaicēšana izraisīs kristalizācijas procesu. Temperatūras pazemināšanās var izraisīt kristālu veidošanos, jo šķīduma spēja noturēt izšķīdušo vielu daļēji ir atkarīga no temperatūras. Temperatūrai pazeminoties, samazinās arī šķīdība. Iztvaikošana palielina izšķīdušās vielas koncentrāciju šķīdumā, izraisot kristalizāciju.

Pirmo posmu jebkura kristāla veidošanā sauc par kodolu veidošanos. Kodolēšana ir divu vai vairāku izšķīdušās vielas molekulu kombinācija. Šīs molekulas piesaistīs vairāk molekulu, kas regulārā veidā saistīsies ar sākotnējiem kristāliem. Šī modeļa jeb matricas struktūra ir atkarīga no kristalizējamās vielas molekulārajām īpašībām, taču tā turpinās izplatīties regulāri, pievienojot vairāk molekulu. Šis process var turpināties pat pēc tam, kad izšķīdušās vielas koncentrācija nokrītas zem pārsātinājuma punkta, jo kristāls turpinās pievienot savai matricai vairāk molekulu.

Visizplatītākais kristalizācijas process ir ūdens kristālu veidošanās atmosfērā. Tas notiek visā pasaulē nepārtraukti, jo tiek atdzesēts gaiss, kas satur ūdens tvaikus. ūdens kristalizējas ledū, un, augot ūdens kristāliem, veidojas sniegpārslas.

Kristalizācija var notikt arī ļoti lēni. Stalaktītu veidošanās alās ir viens no kristālu veidošanās veidiem, kas notiek daudzus gadsimtus vai pat miljonus gadu. Ūdenim, kas satur izšķīdušos minerālus, plūstot pāri stalaktīta virsmai, šo minerālu molekulas savienojas ar citām molekulām, ļoti pakāpeniski pievienojoties stalaktītam.

Senās tautas visā pasaulē ieguva sāli, veidojot sāls kristālus no jūras ūdens iztvaikošanas. Šī prakse joprojām tiek izmantota kā lēts un efektīvs sāls iegūšanas veids. Sāls kristāli tiek iegūti dažos pasaules apgabalos no milzīgiem, dažreiz tūkstošiem pēdu bieziem atradnēm, kas paliek no aizvēsturisko jūru iztvaikošanas.

Citi kristāli ir ļoti pieprasīti un iegūti to dārgakmeņu vērtības dēļ. Lai gan ne visi dārgakmeņi ir kristāli, daudzi veidojas dziļi zemē tūkstošiem vai miljonu gadu laikā. Daudzus kristālu veidus mākslīgi rada cilvēks, taču visi šie procesi balstās uz tiem pašiem ķīmiskajiem principiem, pēc kuriem veidojas dabiskie kristāli. Daudzus pārtikas produktus, minerālus un rūpnieciskos materiālus ražo kristalizācijas ceļā.