Stolt een stof uit de vloeibare toestand, dan zal in het algemeen kristallisatie optreden. Sommige smelten kunnen bij vlugge stolling in glas overgaan, een amorphe toestand.
Glas is een onderkoelde vloeistof, waarin de inwendige wrijving zo groot is, dat de ionen zich niet in regelmatige rangschikking tot kristallen hebben kunnen groeperen. Geschiedt dit later toch in een uitermate langzaam tempo, dan spreekt men van ontglazing. Ten slotte kunnen stoffen uit oplossingen door oververzadiging kristalliseren, bijv. suiker en keukenzout uit waterige oplossingen. Vindt de verzadiging zeer langzaam plaats, bijv. door langzame verdamping van het oplosmiddel of door langzame afkoeling, dan is er kans, dat er tegelijkertijd weinig kristalkiemen ontstaan met als gevolg de vorming van grote kristallen. Bij plotseling optredende kristallisatie ontstaan gewoonlijk veel kristalkiemen en dientengevolge veel kleine kristallen.Kristalliseren wordt in de physische techniek toegepast om een vaste stof uit een oplossing te winnen. Daarbij de vaste stof in de gewenste kristalvorm te brengen is dikwijls een moeilijke bewerking. De afnemers verlangen veelal goed gevormde kristallen van bepaalde en uniforme grootte (suiker, ammoniumsulphaat), onder meer omdat dergelijke kristallen het minst neiging tot samenkoeken vertonen. Men moet dus het aantal gevormde kristallen kunnen regelen.
Voor het aangroeien van kristallen is het nodig, dat de oplossing oververzadigd is, d.i. méér opgeloste stof bevat, dan overeenkomt met de verzadigingsconcentratie. In vele gevallen wordt dit bereikt door afkoelen, in andere moet oplosmiddel verdampt worden (vacuumkristallisatoren).
Bij geringe oververzadiging kunnen slechts bestaande kristallen aangroeien; bij sterke overververzadiging kunnen kiemen voor nieuwe kristallen spontaan ontstaan, zodat dan zeer veel kleine kristallen ontstaan. Ook bij sterke beweging van de kristalbrij ontstaan kiemen.
In kristallisatie-apparaten wordt de oververzadiging daarom binnen nauwe grenzen geregeld, terwijl veelal spontane kiemvorming wordt tegengegaan. Men zal dus bijv. langzaam afkoelen onder voorzichtig roeren. Roeren is nodig om plaatselijke sterke afkoeling te vermijden en om de kristallen in suspensie te houden, waardoor zij tijdens de groei regelmatig van vorm blijven. Soms kan men door juiste keuze van de condities aan het begin de kiemen spontaan vormen, soms voegt men de juiste hoeveelheid entmateriaal toe.
Het kristal zelf is gewoonlijk zeer zuiver. Het zal echter aan de buitenzijde door aanhangende vloeistof („moederloog”) verontreinigd zijn, terwijl ook insluitsels kunnen voorkomen. De kristalbrij wordt door centrifugeren en eventueel nawassen van moederloog bevrijd (bijv. bij suiker). Verdere zuivering kan nog bereikt worden door oplossen en opnieuw kristalliseren (raffineren van suiker).
DR IR A. KLINKENBERG
Lït.: W. L. Badger en W. L. McCabe, Elements of Chemical Engineering (1936); J. H. Perry, Chemical Engineers’ Handbook (3de dr., 1949).
