Bijna elke vaste stof in de natuur bestaat uit kristallen, hoewel ze in veel verschillende vormen voorkomen, maten en kleuren, van waardevolle kristallen zoals diamanten en robijnen tot individuele suikerkorrels en zout. Als je door een microscoop naar zout kijkt, zie je dat het is gemaakt van kleine kubusvormige kristallen. Suikerkristallen daarentegen zijn langwerpig van vorm met schuine uiteinden. Veelvoorkomende kristalwetenschappelijke projecten gebruiken zout, Epsom-zout, borax en suiker opgelost in een oplossing van water.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Kristallen groeien sneller bij warmere temperaturen omdat de vloeistof die het opgeloste materiaal vasthoudt snel verdampt.
Vorming van kristallen
Sommige kristallen, zoals:
- zout
- suiker
- verdampen
In beide gevallen komen de atomen van de mineralen samen om vaste stoffen te vormen in consistente terugkerende patronen, waardoor de kristallen sterk en hard worden. Dit proces staat bekend als kristallisatie. Kristallen gevormd door een bepaald mineraal volgen altijd hetzelfde groeipatroon; zoutkristallen zien er altijd uit als zoutkristallen en niet als suikerkristallen.
Factoren die de kristalgroei beïnvloeden
Variabelen die de kristalgroei regelen, zijn onder meer de hoeveelheid opgelost materiaal, verdamping, druk en temperatuur. Hoe hoger de hoeveelheid opgelost materiaal in het water en hoe meer druk er op het materiaal wordt uitgeoefend, hoe groter de kristallen zullen worden. Als het water langzaam uit de oplossing verdampt, ontstaan er relatief weinig kristallen en hebben deze de tijd om vrij groot te worden voordat het water weg is. Als het water echter snel verdampt, beginnen er meer kristallen te groeien, maar ze hebben niet de tijd om zo groot te worden.
Hoe temperatuur de kristalgroei beïnvloedt
Temperatuur heeft een duidelijk effect op de groeisnelheid van zoutkristallen. Als je een experiment uitvoert met zoutoplossingen, één op kamertemperatuur, één op een koudere en één op een warmere temperatuur, zie je dat het monster met warme temperatuur sneller kristallen laat groeien dan beide andere monsters, en dat het monster op kamertemperatuur sneller groeit dan de kou; monster. Dit komt omdat een hogere temperatuur de verdampingssnelheid van het oplosmiddel verhoogt, waardoor de groeisnelheid wordt versneld. Verschillende temperaturen produceren verschillende hoeveelheden kristallen. Koudere oplossingen trekken samen, waardoor mineralen dichter bij elkaar komen, dus ze creëren bindingen en vangen tegelijkertijd onzuiverheden in hun structuur. Deze onzuiverheden onderbreken het kristalpatroon en vormen een groter aantal kleinere kristallen. Bij warmere temperaturen is de afstand tussen moleculen groter, waardoor kristallen grotere, zuiverdere vormen kunnen vormen met een veel gelijkmatigere snelheid dan bij koudere temperaturen kan voorkomen.