Kristalisasi
Kristalisasi adalah cara atom-atom berkumpul untuk membuat kelompok yang terikat erat atau terhubung. Ini memisahkan padatan dari cairan atau kadang-kadang dari gas. Kristalisasi dapat berasal dari lelehan atau dari larutan, dan bisa alami atau buatan. Kristalisasi yang lebih cepat dapat membuat kristal ukuran yang lebih kecil seperti pada basal, dan lebih lambat dapat membuat kristal yang lebih besar seperti pada granit.
Kristalisasi buatan adalah teknik yang membentuk kristal padat dari larutan homogen. Agar kristalisasi dapat terjadi, larutan yang ada harus jenuh. Sederhananya, larutan harus mengandung lebih banyak molekul zat terlarut daripada dalam kondisi biasa. Hal ini dapat dicapai dengan berbagai metode-penguapan pelarut, pendinginan, reaksi kimia, 'penenggelaman' menjadi metode yang paling umum digunakan dalam praktik industri.
Untuk memperjelasnya, kita bisa menggunakan contoh sederhana. Kita ambil semangkuk air yang kita tambahkan kristal gula. Kita terus menambahkan gula ke dalamnya sampai kita mencapai tahap ketika tidak ada lagi kristal yang bisa dilarutkan. Solusi yang diperoleh ini adalah solusi jenuh. Menarik untuk dicatat bahwa kita dapat melarutkan lebih banyak kristal ke dalam larutan jenuh ini dengan memanaskannya (karena kelarutan zat terlarut meningkat seiring dengan peningkatan suhu, meskipun kasus-kasus luar biasa terjadi). Peningkatan suhu ini menyebabkan lebih banyak kristal gula larut di dalamnya (sehingga membentuk larutan jenuh), tetapi ketika suhu larutan dibiarkan mencapai kesetimbangan dengan lingkungan sekitar, kelarutan zat terlarut menurun (karena suhu larutan telah menurun) dan gula 'berlebih' yang ditambahkan mengkristal keluar. Proses ini pada dasarnya menggambarkan teknik supersaturasi yang paling sederhana.
'Penenggelaman' adalah penambahan nonsolvent dalam larutan yang menurunkan kelarutan padatan. Atau, reaksi kimia juga dapat digunakan untuk mengurangi kelarutan padatan dalam pelarut, sehingga bekerja menuju supersaturasi.
Kristalisasi dapat dibagi menjadi beberapa tahap - nukleasi primer adalah yang pertama. Ini adalah pertumbuhan kristal baru, yang pada gilirannya menyebabkan nukleasi sekunder - tahap akhir (jika pemindahan kristal tidak menjadi masalah). Nukleasi sekunder membutuhkan kristal yang ada untuk melanggengkan pertumbuhan kristal. Dalam contoh gula kami, kami telah memperoleh nukleus seperti itu ketika gula yang 'berlebih' baru saja mengkristal membantu pembentukan kristal lebih lanjut. Nukleasi sekunder adalah tahap utama dalam kristalisasi karena inilah yang menyebabkan 'produksi massal' kristal.
Salju yang sedang mengalami kristalisasi.
Pertanyaan dan Jawaban
T: Apa itu kristalisasi?
J: Kristalisasi adalah cara atom-atom terhubung dalam struktur yang teratur dan disatukan oleh ikatan kimia atau kelompok yang terhubung. Ini bisa berasal dari lelehan, larutan, atau gas dan bisa alami atau buatan.
T: Apa dua langkah utama kristalisasi?
J: Dua langkah utama kristalisasi adalah nukleasi dan pertumbuhan kristal. Nukleasi adalah munculnya fase kristal dari cairan super dingin atau pelarut jenuh, sedangkan pertumbuhan kristal adalah peningkatan ukuran partikel yang mengarah ke keadaan kristal.
T: Bagaimana cara kerja kristalisasi buatan?
J: Kristalisasi artifisial bekerja dengan menciptakan larutan jenuh di mana terdapat lebih banyak molekul zat terlarut daripada dalam kondisi biasa. Hal ini dapat dicapai melalui metode seperti penguapan pelarut, pendinginan, dan reaksi kimia.
T: Apa yang terjadi selama nukleasi primer?
J: Nukleasi primer adalah tahap pertama kristalisasi dan melibatkan pertumbuhan kristal baru.
T: Bagaimana nukleasi sekunder terjadi?
J: Nukleasi sekunder terjadi ketika kristal yang ada terus tumbuh karena penghilangan tidak menjadi masalah. Hal ini juga memerlukan kristal yang ada agar dapat terjadi.
T: Bagaimana cara kerja 'tenggelam' dalam kaitannya dengan supersaturasi? J: 'Penenggelaman' melibatkan penambahan nonsolvent ke dalam larutan yang mengurangi kelarutannya sehingga menjadi jenuh dengan molekul terlarut.
