Kristallanish

Kristallanish — modda va jismlarning termodinamik turgʻunsizlik qolatdan turgʻun holatga oʻtish jarayonida kristallarnsht hosil boʻlishi. Kristallar hosil boʻladigan muhitlar oʻta sovitilgan bugʻ yoki toza modda suyuqligi, muayyan moddaning boshqa moddadagi oʻta toʻyingan eritmasi, boshqa kristall tuzilishli modda va h. k. boʻlishi mumkin.
Suvning sovib, qattiq qolatga oʻtishi ham K. jarayonidir. K.da jism energiyasi kamayadi, chunki bunda issiqlik kurinishida yashirin energiya ajralib chiqadi (K. issiqligi deyiladi) va bu jarayon moddaning erish temperaturasidan past temperaturadagina yuz beradi. Rasmda soviyotgan suyuqlik temperaturasining vaqtga bogʻliqligi keltirilgan. Egri chiziqning 1-qismi suyuqlikdan issiqlik ajralishi bilan uning temperaturasi tekis pasaya borishini koʻrsatadi. Gorizontal 2-qismi issiqlik ajralayotganligiga qaramay, temperaturaning muayyan qiymatida uning vaqt oʻtishi bilan oʻzgarmay krlishini koʻrsatadi. Bir oz vaqtdan keyin temperatura pasaya boshlaydi (3-qism). 2-qismga mos kelgan temperatura K. temperaturasi deyiladi. K. paytida ajraladigan issiqlik moddadan olib ketilayotgan issiqlik bilan kompensatsiyalanadi. Shuning uchun ham temperatura vaqtincha oʻzgarmaydi. K. jarayoni toʻxtagandan soʻng, qotgan jism temperaturasi pasaya boshlaydi. temperaturaning vaqtga nisbatan bunday oʻzgarishi kristall jismlarga xos. Kristallanmaydigan suyuqliklarning sovishida yashirin issiqlik ajralmaydi va sovish grafigi monoton chiziqdan iborat boʻladi. K. roʻy berishi uchun K. markazlari, mas, suyuqlikda muallaq holda yurgan qattiq zarralar va boshqa boʻlishi lozim. Bu K. markazlari atrofida ayrim kristallchalar borgan sari oʻsib borib, oqibatda birbiriga birikib polikristall qattiq jiyemni hosil qiladi. Faqat maxsus sharoitdagiva K. markazidan oʻsib chiqqan bir butun monokristall hosil qilish mumkin.
Koʻpchilik jismlar uchun K. temperaturasi bosim ortishi bilan koʻtariladi. Suyuqlikda oʻsayotgan kristallda kattagina temperatura gradiyenti mavjud boʻladi. Bu hol turli qatlamlarda atomlararo masofalarning birday boʻlmasligiga olib keladi. Nihoyat, kristall oʻsib boʻlganidan soʻng, uning sovishida hosil boʻlgan termoelastik kuchlanishlar kristalldagi dislokatsiyani vujudga keltiradi.
Gaz (bugʻ) ham bevosita kristallga aylanadi (kondensatsiya tufayli). Bu holda ham yashirin issiqlik ajralib chiqadi. Rasm, 3 da oʻzining bugʻi bilan muvozanatda boʻlgan qattiqjism grafigi ifodalangan. Chizikdan chap tomonda qattiq holati, oʻng tomonda gaz holati koʻrsatilgan. K. jarayoni eritmalarda ham sodir boʻladi. Bu jarayonning boshlanishi eritmaning tarkibiga va temperaturasiga bogʻliq. Eritma tarkibida bir necha modda boʻlsa, ularning har biri eritmaning K. temperaturasini pasaytiradi. Bunday tarkibli eritma evtektika, uning K. temperaturasi evteti k nuqta deyiladi. Eritma temperaturasini pasaytirib, eritmani uning tarkibiy qismlariga nisbatan oʻta toʻyingan holatga keltirish mumkin. Bu holda K. markazlarida erigan moddaning ortiqcha qismi eritmada alohida kristallchalar holida ajrala boshlaydi va eritma tuyinmagan holga keladi. Erituvchini bugʻlantirish yoʻli bilan ham eritmani oʻta toʻyingan holga keltirish va kristal-lantirish mumkin. Boʻlardan tashqari, elektrolitik va kimyoviy K. ham mavjud. K. jarayonida kristallda har xil nuqsonlar (mas, kristall ichida yot gaz, suyuqlik va qattiq jism zarralari, vakansiya, dislokatsiya va ichki kuchlanishlar va h. k.) paydo boʻladi.
Texnik va zargarlik maqsadlarida sunʼiy kristallar hosil qilish K. jarayoniga asoslangan, jumladan, sunʼiy kvars olish eng koʻp olinadigan kristallardan hisoblanadi. Sintetik kvars tabiiy kichik kristallardan, unchalik maydalanib ketmagan daryo qumlaridan olinadi. Qum xom ashyosi maxsus idishga solinadi va ustiga soda eritmasi quyiladi. Idish ogʻzi qopqoq bilan yopiladi. Uning ichki tomonidan tabiiy yoki sintetik kristallardan tayyorlangan yupqa qatlamlar osib qoʻyiladi. Idish ichida yuqori temperaturalar va bosim ostida qumning toʻyingan eritmasi (kremnezem) hosil boʻladi. Ana shu eritmadan asta-sekin yangi-yangi kvars kristallari qatlamlari (SiO2) hosil boʻlaveradi. Bunday jarayon Oʻrta Osiyo xalqlari (ayniqsa, oʻzbeklar) orasida novvot tayyorlashda keng foydalanib kelivadi.
Hozirgi kunda juda koʻp turdagi sunʼiy kristallar (korund, karborund, kriolit, fianit, slyudalar) olinadi. Yuqoridagi usul asosida eritmalardan zarur qismlarini ajratib olishda xdm foydalaniladi. Mas, silvinit (KClNaCl) aralashmasidan kaliy xlorid ajratib olinib, aralashma sovitilganda KS1 kristallanadi, NaCl esa eritmada qoladi. Sanoatda kaliyli oʻgʻitlar olish ham shu jarayonda ishlab chiqariladi.
Suvning Kristallanish atmosfera hodisalari va tuprokllunoslikda muhim oʻrin egallaydi. K. tufayli minerallar hosil boʻladi. K.dan yarimoʻtkazgich, optik, pyezoelektr va boshqa materiallarni olishda, shuningdek, metallurgiya, kimyo, tibbiyot, farmatsevtika, oziq-ovqat sanoatida (moddalarni tozalashda, tuz, qand, novvot, turli dorilar ishlab chiqarishda) foydalaniladi.

Kristallanish yoki jarayon qattiq shakllari, bu erda atomlar yoki molekulalar a-ga yuqori darajada tashkil etilgan tuzilishi sifatida tanilgan kristall. Kristallarning paydo bo'lishining ba'zi usullari cho'ktiruvchi dan yechim, muzlash yoki kamdan-kam hollarda yotqizish to'g'ridan-to'g'ri a gaz. Olingan kristalning xususiyatlari, asosan, kabi omillarga bog'liq harorat, havo bosim va agar bo'lsa suyuq kristallar, suyuqlik vaqti bug'lanish.

Kristallanish ikki katta bosqichda sodir bo'ladi. Birinchisi yadrolanish, a-dan kristalli fazaning ko'rinishi super sovutilgan suyuq yoki a to'yingan hal qiluvchi. Ikkinchi qadam sifatida tanilgan kristall o'sishi, bu zarralar hajmining o'sishi va kristal holatiga olib keladi. Ushbu bosqichning muhim xususiyati shundaki, bo'shashgan zarralar kristal yuzasida qatlamlar hosil qiladi va o'zlarini teshiklar, yoriqlar va boshqalar kabi ochiq-oydin qarama-qarshiliklarga joylashtiradi.
Ko'pchilik minerallar va organik molekulalar osongina kristallanadi va natijada hosil bo'lgan kristallar odatda sifatli, ya'ni ko'rinmas holda bo'ladi nuqsonlar. Biroq, kattaroq biokimyoviy kabi zarralar oqsillar, ko'pincha kristallanish qiyin. Molekulalarning kuchli kristallanish osonligi har ikkala atom kuchining intensivligiga bog'liq (mineral moddalar holatida), molekulalararo kuchlar (organik va biokimyoviy moddalar) yoki molekula ichidagi kuchlar (biokimyoviy moddalar).
Kristallanish, shuningdek, qattiq va suyuqlikni ajratishning kimyoviy usuli hisoblanadi ommaviy transfer suyuq eritmadan toza qattiq kristalli fazaga qadar bo'lgan eritma paydo bo'ladi. Yilda kimyo muhandisligi, kristallanish a kristallashtiruvchi. Shuning uchun kristallanish bog'liqdir yog'ingarchilik, natijada amorf yoki tartibsiz emas, balki kristall.
Kristallilik darajasi qattiq moddalarning fizikaviy-kimyoviy xususiyatlaridan, shu jumladan barqarorligidan eng muhim xususiyati sanaladi. YAgona jarayon sifatida kristallashnish tushunchasi ko‘p komponentli suyuq fazalardan bir komponentli qattiq suyuq fazalarni olishni tavsiflaydi. U qotishma yoki eritmalardan qattiq kristall moddalar olishga qo‘llanilishi mumkin. Eritmaning kristallanish darajasi eng muhim sanaladi. Sof, quruq qattiq moddalar olish uchun suyuqlik fazasidan qattiq moddalarni ajratish kerak. Bu qoidaga ko‘ra sentrifugalash yoki filtrlash va quritish orqali amalga oshiriladi . Kristallanishning muhimligi tozalash jarayonida mahsulotning fizikaviy xususiyatlariga erishishda yotadi . Kristall kukun oson qayta ishlanadi, barqaror bo‘lib, yaxshi oquvchanlik xususiyatiga va tashqi ko‘rinishga ega.
Bug‘dan kristallanish tabiiy shaklda sovuq nam havo shakllanishida sodir bo‘ladi, sublimatsiya va liofilizatsiya jarayonlarida foydalaniladi. Uskunalar sifatida ixtisoslashtirilgan kondensator ko‘rib chiqilishi mumkin, bunda asosiy muammo kristallashtirish issiqligini bartaraf qilish va qattiq kondensatdir. Kondensatorlar qoidaga ko‘ra parallel o‘rnatilgan bo‘lib, shuningdek qo‘l yordamida o‘chirilishi mumkin, sublimatsiyani to‘xtatmasdan eritma olish mumkin. Bu jarayon kelgusida ko‘rib chiqilmaydi.
Farmatsevtika sanoatida kristallanish odatda kichik miqdordagi eritmalarda, qobiqqa ega va ko‘chiriladigan idishlarda o‘tkaziladi. Kristallanish sharoitlari mos soflik, kristall shakli qoidaga ko‘ra tajriba yo‘li bilan aniqlangan. Kristallanishni nazorat qiladigan asosiy omillarni o‘rganish muhim ahamiyatga ega. Bu tadqiqotlardani ko‘plab axborotlar tayyorlangan eritmani sinchiklab o‘rganishda olinadi. Ular kristallanish jarayonining ikki bosqichini ko‘rsatadi: kristallarning paydo bo‘lishi va o‘sishi.
Nukleatsiya kristall atrofida ko‘payadigan kichik yadrolarning shakllanishini tavsiflaydi. Paydo bo‘lmasdan kristallarning ko‘payishi sodir bo‘lmaydi.