結晶化・析出

晶析と沈殿は、分離技術として使われる類似の概念である。どちらの方法も、最終製品は固体であり、その特性はプロセス中のさまざまな変数を操作することによって制御することができる。

降水量

沈殿物は、溶液中の粒子からなる固体である。固形物は溶液中の化学反応の結果であることもある。これらの固体粒子は、その密度から最終的に沈殿し、これを沈殿物と呼ぶ。遠心分離では、得られた沈殿物をパーティクルとも呼びます。沈殿物の上にある溶液を上澄み液と呼びます。沈殿物に含まれる粒子の大きさは、ケースによって異なります。コロイド懸濁液には小さな粒子が含まれており、簡単に沈殿しないため、ろ過されにくい。結晶はろ過されやすく、サイズも大きくなります。

沈殿物の生成機構は多くの科学者によって研究されているが、その生成過程については完全には解明されていない。しかし、沈殿物の粒径は、沈殿物の溶解度、温度、反応物の濃度、反応物の混合速度に影響されることが分かっています。析出物の形成には、核生成と粒子成長の2つの方法がある。核生成では、多数のイオン、原子または分子**が集まって安定した固体を形成する。この小さな固体を核と呼びます。通常、この核は浮遊する固体汚染物質の表面に形成される。この核がさらにイオン、原子、分子と接触すると、さらなる核生成、粒子の成長が起こる。核生成が続くと、多数の小粒子を含む析出物が生成される。逆に、成長が優勢な場合は、少量の大きな粒子が生成される。相対的過飽和度が高くなると、核生成の速度が速くなる。通常、析出反応は遅い。そのため、沈殿剤を分析対象物溶液にゆっくりと添加すると過飽和が起こる。(過飽和溶液とは、飽和溶液よりも高濃度の溶質を含む不安定な溶液である)。

結晶化

晶析とは、溶液中の溶質の溶解度条件の変化により、溶液から結晶が析出することである。従来の沈殿と同様の分離技術である。従来の沈殿法との違いは、生成される固体が結晶であることです。結晶の沈殿物は、ろ過して精製することが容易である。希薄な溶液を使用し、攪拌しながらゆっくりと沈殿剤を添加することにより、結晶の粒径を大きくすることができる。固体の溶解と再結晶により、結晶の品質とろ過能力を向上させることができます。結晶化は、自然界でも見ることができます。通常、各種結晶の製造や精製のために手作業で行われる。