بلوری شدن: تفاوت میان نسخه‌ها

۸۹ بایت اضافه‌شده ،  ۸ سال پیش
ابرابزار
جز (ماني صفحهٔ بلور سازی را به بلوری شدن منتقل کرد: فرهنگستان)
(ابرابزار)
'''بلوربًلوری سازیشدن''' یا '''تبلورتَبَلوُر'''{{انگلیسی|Crystallization}} فرایندیست که طی آن یک [[بلور]] [[جا|جامد]] از یک [[محلول]]،[[بخار]] و یا [[مذا|مذاب]] ماده‌ای ایجاد می‌شود. تولید کریستال در جداسازی و تولید بسیاری از [[مواد شیمیایی]] در صنایع مختلف کاربرد دارد.
بلور یک ماده عبارتست از جهت یافتگی ذره‌ای و [[آرایش مولکولی]] و تثبیت این نظم در فضای ماده. تاریخچه بلورشناسی
 
== تاریخچه ==
علم بلورشناسی یا کریستالوگرافی درباره نحوه تشکیل و رشد بلورها و شکل ظاهری و ساختمان داخلی آنها و نیز خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مواد متبلور بحث می‌نماید. کلمه کریستال (Crystal) اصل یونانی دارد که از دو کلمه (سرد= Kryos) و (سخت شدن= Stellesual) تشکیل شده که مجموعاً معنی سخت شدن در اثر سرما را می‌دهد.
فلاسفه قدیم نیز منشا بلورهای یک سنگ را بلورهای یخ می‌دانسته‌اند که بر اثر تحمل سرمای بسیار شدید در طول مدت مدید، طوری سخت و مقاوم شده است که می‌تواند حرارتهای بالاتر از صفر را هم تحمل نماید. در سال 1690،۱۶۹۰، Huyghens دریافت که بلورها از اجتماع ذرات کوچکتر بوجود آمده‌اند و در سال 1912،۱۹۱۲، M.V.Laue توانست تئوری ساختمان شبکه‌ای در بلورها را با استفاده از [[اشعه ایکس]] به اثبات برساند.
 
[[پرونده:SnowflakesWilsonBentley.jpg|بندانگشتی|در طبیعت هر بلور برف شکلی گوناگون از دیگری دارد.]]
[[پرونده:Crystallized honey.jpg|بندانگشتی|عسل متبلور شده]]
 
== تبلوربلوری شدن و نمو بلورها ==
 
برای اینکه یک بلور بتواند تشکیل گردد، باید در وهله اول نطفه آن بسته شود، پس از تشکیل، نطفه شروع به نمو می‌کند تا بالاخره بلوری که بوسیله سطوح احاطه شده است، بوجود آید. نطفه‌های بلور عبارتند از بلورهای ریزی با قطر تقریبی ۴۰ تا ۱۸۰ آنگستروم که بطور ناگهانی در بخارات و مایعات اشباع شده و یا مواد مذاب سرد شده تشکیل می‌شوند. در اجسام جامد تشکیل بلور رل مهمی را بازی می‌کند، مثلاً تشکیل بلور که در اثر فعل و انفعالات شیمیایی یا نارسائی‌های حرارتی در شیشه ایجاد می‌گردد، باعث از بین رفتن شفافیت شیشه خواهد شد.
تبلور معمولاً در موقع تبدیل یک حالت فیزیکی به حالت فیزیکی دیگر صورت می‌گیرد. این تبدیل به سه صورت زیر انجام می‌شود:
 
=== تبلوربلوری شدن در هنگام تبدیل حالت مایع به جامد ===
 
این نوع تبلور به دو صورت انجماد مواد مذاب و تبلور مواد محلول انجام می‌گیرد:
اگر ماده مذاب به سرعت سرد شود، اتمها یا مولکولها با هر موقعیتی که دارند، متراکم و بی‌حرکت می‌شوند و ماده منجمد می‌گردد. در این صورت جسمی جامد و ایزوتوپ بدون داشتن نظم ذره‌ای تشکیل می‌شود. اگر سرد شدن با آرامی و کند انجام شود، اتمها و مولکولها با توجه به [[نیروی جاذبه]] خود و اطاعت از شبکه تبلور کنار هم چیده شده و نطفه بلور را تشکیل می‌دهند. سپس در نتیجه اتصال سایر مولکولهای منزوی و معلق در ماده مذاب به نطفه بلور، حجم آن افزایش می‌یابد تا اینکه به بلوری درشت تبدیل می‌گردد.
 
==== تبلوربلوری شدن مواد محلول ====
 
در این نوع تبلوربلوری شدن باید محلول به حال [[فوق اشباع]] باشد. در چنین محلولهایی بلورها تشکیل و ته‌نشین می‌شوند. این بلورها ابتدا به صورت نطفه‌های متحرک می‌باشند، علت تحرک آنها حرکات قبلی یونها و مولکولهای سازنده آنها است. در محلولها نیز مانند انجماد مواد مذاب، رشد بلورها از طریق اتصال منظم یونها، اتمها و مولکولهای معلق در محلول به نطفه‌های بلور صورت می‌گیرد.
 
=== تبلوربلوری شدن در هنگام تبدیل حالت بخار به جامد (سوبلیماسیون) ===
 
در این حالت تبلور،از بلوری شدن، بلورها مستقیماً از تبدیل بخار به جامد حاصل می‌شوند. این بلورها معمولاً کوچک و دارای طرح اولیه می‌باشند که اصطلاحاً اسکلت بلور گفته می‌شود. در طبیعت، سوبلیماسیون در گازهای خشک آتشفشانی دیده می‌شود. در این حالت مواد گازی آتشفشانی در شکافهای توده آذرین مستقیماً به بلور تبدیل می‌گردند. مثال بسیار روشن برای پدیده سوبلیمانسیون، تشکیل قشرهای بلور یخ ناشی از انجماد مستقیم [[بخار آب]] اتاقها بر روی شیشه پنجره‌ها در سرمای زمستان می‌باشد.
 
=== تبلوربلوری شدن مواد جامد ===
 
حالت سوم تبلوربلوری شدن که خوب شناخته نشده و در طبیعت فراوان دیده می‌شود، تبلور در محیط جامد است. در این حالت رشد بلورها بخرج بلورهای کوچکتر و تحت تاثیر فشار و حرارت و در مدت زمان طولانی صورت می‌گیرد. برای مثال امروزه سنگهای شیشه‌ای آتشفشانی خیلی قدیمی را متبلور می‌بینیم. بنابراین معلوم می‌شود که این گونه سنگها به تدریج در طول زمان متبلور شده‌اند. سنگهای آهکی دانه ریز که از بلورهای ریز [[کربنات کلسیم]] تشکیل شده‌اند، تحت تاثیر عوامل دگرگونی (فشار و حرارت) به مرمر که دارای بلورهای دانه درشت کلسیت است، تبدیل می‌گردد.
 
[[پرونده:CitricAcid Crystalisation Timelapse.ogg|بندانگشتی|رشد بلور سیتریک اسید]]
[[پرونده:Crystal growth.PNG|frame|راست|رشد بلور]]
 
=== اختصاصاتویژگی‌های مواد متبلوربلوری شده ===
 
اجسام متبلوربلوری شده به خاطر داشتن شکل مخصوص، سختی، خاصیت ارتجاعی، مقاومت محدود در مقابل حرارت و فشار و [[نقطه ذوب]] از مایعات و گازها متمایز می‌شوند. بعضی از مواد متبلور مانند پارافین نرم هستند و اجسامی مانند شیشه و پلاستیک هرچند که جامدند، ولی متبلور نمی‌باشند. بلورها اجسامی همگن و ان‌ایزوتوپ هستند. ان‌ایزوتوپ بودن بلور به این علت است که اختصاصات فیزیکی مانند سرعت انتشار حرارت و نور یا درجه سختی و غیره در جهات موازی آنها برابر می‌باشد و در جهات مختلف نابرابر می‌باشد.
 
=== رنگ بلورها ===
بلورهای LiF, KCl, CaF2, NaCl و نظایر آنها در ساختن وسایل نوری بکار می‌روند.
 
بلورهائی با خاصیت پیروالکتریسته مثل BaTiO3BaTiO۳ در صنعت الکترونیک کاربرد دارند.
 
بلورهای SiC در تهیه ترانزیستور و روبین یا یاقوت در تهیه اشعه لیزر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
۲- در اثر سرد کردن تا زیر نقطهٔ انجماد
 
کریستالیزاسیونبلوری کردن با کمک حلال از بهترین روشهاست. زیرا که ناخالصی‌ها در حلال انتخاب شده به مراتب حلالیت کمتری دارند. درنتیجه ماده نسبتاً خالص تهیه می‌شود.
ترکیبی که می‌خواهیم متبلور کنیم را باید در یک حلال یا مخلوطی از حلالهای داغ، محلول بوده و در حالت سرد همان حلالها نامحلول باشد. عمل تخلیص در صورتی انجام می‌شود که ناخالصی یا درحلال سرد محلول باشد و یا در حلال داغ نامحلول باشد. در حالت دوم محلول را بصورت داغ صاف می‌کنیم تا ناخالصیهای محلول جدا شوند. اگر محلول رنگی باشد و ما بدانیم که جسم مورد نظر بیرنگ است مقدار کمی از زغال رنگبر به محلول سرد اضافه نموده سپس آنراحرارت داده، بصورت داغ صاف می‌کنیم. زغال رنگبر، ناخالصیهای رنگی را جذب می‌کند.
 
انتخاب محیط تبلور کارساده‌ای نیست، رفتار حلالیت ترکیب یا باید شناخته شده باشد و یا باید به طریق تجربی مشخص گردد. مثلاً وقتی که تبلور پارادی بروموبنزن مورد نظر باشد مخلوطی از اتانل وآب به کار می‌رود. ترکیب هم در اتانل سرد و هم در اتانل داغ محلول است: از اینرواتانل تنها، برای این کار مفید نیست. از طرف دیگر این ترکیب چه در آب سرد و چه درآب داغ کم محلول است بنابر این آب تنها نیز برای این کار مفید نیست. اما مخلوط مساوی از الکل و آب در حالت داغ حلال خوبی برای جسم است و در حالت سرد حلالیت آن جزئی است از اینرو از مخلوط این دو حلال برای تبلور پارادی بروموبنزن استفاده می‌شود.
 
بعضی مواقع عمل تبلوربلوری شدن خودبخود صورت نم یگیرد و باید آنرا بر اثر تحریک متبلور نمود. بدین منظور یا جدارداخلی ظرف در سطح محلول را می‌خراشند و یا ذراتی خالص از همان جسم را در محلول سردوارد می‌کنند تا تبلور شروع شود. بسیاری از ترکیبات بر اثر سرد کردن محلول یا سردکردن به همراه هم زدن به صورت بلور در می‌آیند. برخی ترکیبات به صورت روغن در آمده چندین ساعت و حتی گاهی چندین روز وقت لازم است تا بلور تشکیل شود.
 
== منابع ==
۱۵۷٬۴۶۰

ویرایش