Kết tinh lại là một kỹ thuật trong phòng thí nghiệm được sử dụng để tinh chế chất rắn dựa trên các khả năng hòa tan khác nhau của chúng. Một lượng nhỏ dung môi được thêm vào bình có chứa chất rắn không tinh khiết. Đun nóng các chất trong bình cho đến khi chất rắn tan hết. Tiếp theo, dung dịch được làm lạnh. Chất rắn càng tinh khiết thì kết tủa, để lại tạp chất hòa tan trong dung môi. Lọc chân không được sử dụng để cô lập các tinh thể. Dung dịch thải bỏ đi.
- Thêm một lượng nhỏ dung môi thích hợp vào chất rắn không tinh khiết.
- Đun nóng để chất rắn hòa tan.
- Làm nguội dung dịch để sản phẩm kết tinh.
- Sử dụng phương pháp lọc chân không để cô lập và làm khô chất rắn đã tinh chế.
Chúng ta hãy xem xét các chi tiết của quá trình kết tinh lại.
Chọn một dung môi sao cho hợp chất không tinh khiết có khả năng hòa tan kém ở nhiệt độ thấp, nhưng hòa tan hoàn toàn ở nhiệt độ cao hơn. Vấn đề là phải hòa tan hoàn toàn chất không tinh khiết khi nó được đun nóng, nhưng nó không bị văng ra khỏi dung dịch khi làm lạnh. Thêm một lượng nhỏ nhất có thể để hòa tan hoàn toàn mẫu. Tốt hơn là thêm quá ít dung môi hơn là quá nhiều. Có thể bổ sung thêm dung môi trong quá trình gia nhiệt, nếu cần.
Sau khi đã thêm dung môi vào chất rắn không tinh khiết, đun hỗn dịch để hòa tan hoàn toàn mẫu. Thông thường, người ta sử dụng bồn tắm nước nóng hoặc phòng xông hơi ướt, vì đây là những nguồn nhiệt nhẹ nhàng, có kiểm soát. Một đĩa nóng hoặc đầu đốt gas được sử dụng trong một số trường hợp.
Khi mẫu đã được hòa tan, dung dịch được làm lạnh để buộc hợp chất mong muốn kết tinh.
Làm lạnh chậm hơn có thể dẫn đến sản phẩm có độ tinh khiết cao hơn, do đó, thông thường là để dung dịch nguội đến nhiệt độ phòng trước khi đặt bình vào bể nước đá hoặc tủ lạnh.
Các tinh thể thường bắt đầu hình thành ở đáy bình. Có thể hỗ trợ quá trình kết tinh bằng cách dùng đũa thủy tinh làm xước bình ở chỗ tiếp giáp với dung môi không khí [giả sử bạn cố ý làm xước dụng cụ thủy tinh của mình]. Vết xước làm tăng diện tích bề mặt thủy tinh, tạo ra một bề mặt nhám mà trên đó chất rắn có thể kết tinh. Một kỹ thuật khác là 'gieo' dung dịch bằng cách thêm một tinh thể nhỏ của chất rắn tinh khiết mong muốn vào dung dịch đã làm lạnh. Đảm bảo dung dịch nguội, nếu không tinh thể có thể tan. Nếu không có tinh thể nào rơi ra khỏi dung dịch, có thể đã sử dụng quá nhiều dung môi. Để một phần dung môi bay hơi. Nếu tinh thể không tự hình thành, hãy hâm nóng / làm lạnh dung dịch.
Khi các tinh thể đã hình thành, đã đến lúc tách chúng ra khỏi dung dịch.
Tinh thể của chất rắn tinh khiết được phân lập bằng cách lọc. Điều này thường được thực hiện với lọc chân không , đôi khi rửa chất rắn tinh khiết bằng dung môi làm lạnh. Nếu bạn rửa sản phẩm, hãy chắc chắn rằng dung môi lạnh, nếu không bạn có nguy cơ hòa tan một số mẫu.
Sản phẩm bây giờ có thể được làm khô. Hút sản phẩm qua quá trình lọc chân không sẽ loại bỏ nhiều dung môi. Làm khô ngoài trời cũng có thể được sử dụng. Trong một số trường hợp, quá trình kết tinh lại có thể được lặp lại để làm tinh khiết hơn nữa mẫu.
Kết tinh [tiếng Anh: crystallization] là một quá trình tự nhiên hoặc nhân tạo khiến hình thành một thể rắn mà trong đó các nguyên tử hoặc phân tử được tổ chức thành một cấu trúc gọi là tinh thể. Có nhiều cách hình thành tinh thể, chẳng hạn khi có sự kết tủa trong dung dịch, khi có sự đông đặc hoặc hiếm gặp hơn nữa là khi diễn ra sự lắng đọng trực tiếp của chất khí. Các thuộc tính của tinh thể phụ thuộc phần lớn vào những yếu tố như nhiệt độ, áp suất không khí và trong trường hợp tinh thể lỏng thì là thời gian chất lỏng bay hơi.
Kết tinh xảy ra theo hai bước chính. Bước đầu tiên là tạo mầm [nucleation], đó là sự xuất hiện của pha tinh thể từ một chất lỏng siêu lạnh hoặc một dung môi siêu bão hòa. Bước thứ hai là tăng trưởng tinh thể [crystal growth], đó là sự gia tăng kích thước của các hạt và tiến đến trạng thái tinh thể. Một đặc điểm quan trọng ở bước này là các hạt cấu kết lỏng lẻo tạo thành các lớp ở bề mặt tinh thể, lấp vào các lỗ hay vết nứt, v.v.
Phần lớn các loại khoáng chất và hợp chất hữu cơ kết tinh một cách dễ dàng; các tinh thể thu được thường có chất lượng tốt, tức là hầu như không nhìn thấy tì vết. Tuy nhiên, các phân tử sinh học kích thước lớn hơn, chẳng hạn như protein, thường rất khó kết tinh. Tính dễ dàng kết tinh phụ thuộc nhiều vào cường độ của các lực nguyên tử [trường hợp chất khoáng], các lực liên phân tử [trường hợp là chất hữu cơ và sinh hóa] hoặc các lực nội phân tử [trường hợp các chất sinh hóa].
Kết tinh cũng là một kỹ thuật hóa học để tách chất rắn với chất lỏng, theo đó sẽ chuyển khối lượng lớn chất tan từ dung dịch lỏng sang trạng thái tinh thể rắn nguyên chất. Quá trình này sẽ được thực hiện trong thiết bị kết tinh. Kết tinh có liên quan đến sự kết tủa, mặc dù kết quả cho ra không phải là ở dạng vô định hình hoặc hỗn loạn, mà là trạng thái tinh thể.
Có hai loại kết tinh: loại thứ nhất là muối hình thành từ sự kết hợp của cation và anion, ví dụ muối natri axetat; loại thứ hai là loại trung hòa, chẳng hạn menthol.[1]
- Tinh thể: kết quả của sự kết tinh
- ^ Lin, Yibin [2008]. “An Extensive Study of Protein Phase Diagram Modification:Increasing Macromolecular Crystallizability by Temperature Screening”. Crystal Growth & Design. 8 [12]: 4277. doi:10.1021/cg800698p.
Lấy từ “//vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Kết_tinh&oldid=66731838”
Kết tinh là thuật ngữ được nghe khá nhiều trong đời sống hằng ngày. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ quá trình kết tinh là gì hay bản chất thật sự của nó. Hãy cùng tìm hiểu ngay qua những chia sẻ dưới đây để hiểu rõ hơn.
Kết tinh là gì?
Kết tinh là hiện tượng hóa cứng các phân tử hoặc nguyên tử trong một chất tạo thành dạng tinh thể có cấu trúc cao hơn. Bên cạnh đó, kết tinh còn định nghĩa là kỹ thuật dùng để tách chất rắn với lỏng. Khi quá trình này xảy ra sẽ chuyển dung dịch ở trạng thái lỏng sang rắn và ở dạng tinh thể.
Kết tinh là gì?
Để sở hữu được tinh thể thì có rất nhiều cách như kết tủa trong dung dịch, sự lắng đọng của chất khí hoặc đông đặc các chất. Tuy nhiên, sự kết tinh xảy ra còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau như áp suất không khí hay nhiệt độ và cả thời điểm thích hợp.
Quá trình kết tinh diễn ra như thế nào?
Thực tế, quá trình kết tinh diễn ra theo hai bước cơ bản. Nếu thiếu một trong hai bước thì tinh thể sẽ chẳng thể được tạo nên một cách hoàn chỉnh.
- Tạo mầm: Đây là bước đầu tiên của quá trình kết tinh. Ở bước này, các phân tử hoặc nguyên tử sẽ bắt đầu tập hợp hay còn được gọi là pha tinh thể.
- Tăng trưởng tinh thể: Đây là bước tiếp theo của quá trình kết tinh. Các nguyên tử và phân tử hợp nhau có kích thước lớn hơn và dần đi đến ổn định về mặt cấu trúc để tạo nên tinh thể.
Hai bước này xảy ra không đồng thời. Tạo mầm phải diễn ra trước rồi mới đến tăng trưởng. Nếu quá trình tạo mầm gặp phải vấn đề thì kết tinh sẽ không có được kết quả như mong muốn.
XEM NGAY: Đá Topaz: Khái niệm, thành phần, đặc tính và ứng dụng
Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình kết tinh
Việc sắp xếp các hạt trong quá trình tạo mầm để tạo nên tinh thể phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Nếu những yếu tố này không tác động thì chắc chắn tinh thể sẽ không được tạo ra
Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình kết tinh
- Nhiệt độ môi trường khi diễn ra quá trình kết tinh: Nhiệt độ phải ở mức thích hợp thì các nguyên tử, phân tử mới tập hợp lại với nhau.
- Nồng độ của các hạt: Nồng độ phải ở mức lý tưởng thì các hạt mới di chuyển và tác động với nhau.
- Áp suất và tinh khiết của vật liệu: Đây cũng là yếu tố quan trọng tác động đến quá trình này.
- Ngoài ra, kết tinh còn bị ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường xung quanh và cả trạng thái của các chất. Nếu dung dịch trong trạng thái quá bão hòa thì quá trình kết tinh sẽ diễn ra. Với các dung dịch siêu bão hòa thì kết tinh sẽ không thể xảy ra. Lúc này, chúng ta cần phải cho thể tinh thể hạt để thúc đẩy quá trình tạo mầm.
Một số ví dụ về quá trình kết tinh trong cuộc sống
Đọc ngay: ĐÁ THIÊN THANH LAPIS LAZULI – VIÊN ĐÁ CỦA BẦU TRỜI
Trong cuộc sống, chúng ta sẽ bắt gặp rất nhiều hiện tượng kết tinh. Bất kỳ vật liệu nào cũng có thể kết tinh. Tuy nhiên, quá trình này có thể diễn ra tự nhiên, nhân tạo hoặc theo thời gian địa chất. Thời gian diễn ra quá trình sẽ tùy thuộc vào các yếu tố khác nhau.
Một số trường hợp kết tinh tự nhiên
- Kết tinh mật ong trong bình
- Quá trình bông tuyết hình thành
- Hình thành thạch nhũ và măng đá
- Tinh thể đá quý lắng đọng.
Quá trình kết tinh từ tự nhiên
Các trường hợp kết tinh nhân tạo
- Quá trình đá quý tổng hợp được sản xuất
- Tạo các tinh thể đường trong bình kín
Một số phương pháp kết tinh để tạo tinh thể
Xem thêm: TOP 8 LOẠI ĐÁ QUÝ MÀU ĐEN ĐẸP NHẤT
XEM NGAY: Đá quý nhân tạo là gì? Quy trình tạo ra đá quý nhân tạo
Thực tế, để có được tinh thể thì chúng ta có rất nhiều phương pháp khác nhau. Tuy nhiên, quá trình thực hiện còn tùy thuộc vào nguyên liệu hiện có ban đầu. Dưới đây là cách cách để tạo tinh thể phổ biến mà bạn nên biết.
- Làm lạnh dung dịch hoặc làm tan chảy: Việc làm lạnh các dung dịch sẽ giúp cho quá trình kết tinh xảy ra. Lúc này tinh thể rắn sẽ được tạo thành.
- Dùng phương pháp bay hơi: Phương pháp này thường được áp dụng cho chất lỏng. Khi bay hơi thì phần còn lại sẽ ở dạng tinh thể lắng đọng.
- Thăng hoa: Đây là quá trình chuyển đổi trạng thái vật chất từ rắn qua khí.
- Hòa tan chất trong dung môi: Đây là phương án phổ biến nhất. Quá trình sẽ diễn ra khi nhiệt độ của dung dịch được tăng lên để chất tan đi vào dung dịch. Sau đó, sẽ lọc hỗn hợp ẩm để loại bỏ đi những tạp chất. Phần dung dịch còn lại sẽ để nguội và chúng sẽ kết tinh từ từ. Quá trình này diễn ra thành công, nhanh hay chậm tùy thuộc vào tốc độ làm lạnh của dung dịch và cả sự bay hơi của dung môi.
Lời kết
Qua những thông tin mà bài viết chia sẻ, chắc hẳn bạn đã hiểu rõ hơn về quá trình kết tinh là gì? Nó diễn ra như thế nào và những yếu tố nào ảnh hưởng đến quá trình kết tinh.
Trong sản xuất và gia công đá quý thì quá trình kết tinh diễn ra rất thường xuyên. Để có thể tạo được thành phẩm hoàn hảo thì người thực hiện cần phải có am hiểu về vấn đề này. Đồng thời, đảm bảo điều kiện tác động ở mức hoàn hảo nhất.
KingGems là đơn vị đã có nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực cung cấp và gia công các loại đá quý, trang sức. Khi đến với chúng tôi, quý khách hàng sẽ được sở hữu sản phẩm hoàn thiện, chất lượng.
Mọi chi tiết vui lòng liên hệ
- Địa chỉ: 344 Nguyễn Tất Thành, Yên Thế, Lục Yên, Yên Bái
- Điện thoại: 0962.814.888 – 0335.229.888
- Email: