Herkristallisatie

Van Wikipedia

Herkristallisatie is een zuiveringstechniek die in de scheikundige (vooral organische) synthese veel toegepast wordt.

Om een onzuivere vaste stof te zuiveren met behulp van herkristallisatie lost men deze op in een oplosmiddel, meestal bij verhoogde temperatuur, zodat de oplosbaarheid groot is. Na een hete filtratie om niet oplosbare onzuiverheden te verwijderen laat men de verzadigde oplossing voorzichtig afkoelen zodat er een oververzadiging optreedt. Deze oververzadiging zal tot vorming van neerslag en kristallisatie leiden. Dit proces moet voorzichtig gebeuren zodat relatief grote, zuivere kristallen ontstaan en niet een slurrie die insluitingen van oplosmiddel bevat en moeilijk te filtreren is. Dit proces kan geholpen worden door te enten met entmateriaal. Het entmateriaal bestaat meestal uit de zuivere gewenste stof. Ten slotte filtreert men de ontstane kristallen af en wast ze met een beetje zeer koud oplosmiddel om de laatste resten oplossing te verwijderen. De rest van de oplossing, waarin de onzuiverheden zijn achtergebleven maar die ook nog steeds verzadigd is met de gewenste stof, wordt teruggewonnen (bijvoorbeeld door destillatie) of weggegooid.

Het eerste principe van de herkristallisatie is dat de oplosbaarheid van onzuiverheden in een vloeibare fase in de regel veel groter is dan in een vaste fase. Een voorbeeld hiervan is zout water, zoals de zee. IJs dat zich op de zee vormt bevat vrijwel geen zout doordat de oplosbaarheid van zout in ijs veel kleiner is dan de oplosbaarheid van zout in water.

Het tweede principe van de herkristallisatie is dat onzuiverheden gewoonlijk in veel kleinere hoeveelheden aanwezig zijn dan de verbinding die men wil zuiveren, en dus als ze even goed oplossen als de te zuiveren stof er heel weinig oplosmiddel nodig is om alle onzuiverheden af te vangen.

De techniek werk vooral goed

als het verschil in oplosbaarheid tussen heet en koud groot is (anders verdwijnt er te veel materiaal in het afvalvat) en
als de onzuiverheden chemisch niet te veel lijken op de te zuiveren stof, want dan kunnen ze soms alsnog in de kristallen opgelost zitten.

Een variant van herkristallisatie, zonesmelten, wordt veel toegepast als zuiveringstechniek voor silicium en andere halfgeleiders voor de fabricage van allerlei elektronische componenten.