อุณหภูมิมีผลต่ออัตราการเติบโตของคริสตัลอย่างไร?

ของแข็งเกือบทุกชนิดในธรรมชาติประกอบด้วยคริสตัล แม้ว่าจะมีรูปทรงต่างๆ มากมาย ขนาดและสี ตั้งแต่คริสตัลล้ำค่า เช่น เพชรและทับทิม ไปจนถึงเม็ดน้ำตาลและ เกลือ. หากคุณดูเกลือผ่านกล้องจุลทรรศน์ คุณจะเห็นว่าเกลือนั้นทำมาจากคริสตัลรูปลูกบาศก์ขนาดเล็ก ในทางกลับกัน ผลึกน้ำตาลจะมีรูปร่างเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าและมีปลายที่เอียง โครงการวิทยาศาสตร์คริสตัลทั่วไปใช้เกลือ เกลือ Epsom บอแรกซ์ และน้ำตาลละลายในสารละลายของน้ำ

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

ผลึกจะเติบโตเร็วขึ้นในอุณหภูมิที่อุ่นกว่าเนื่องจากของเหลวที่กักเก็บวัสดุที่ละลายจะระเหยอย่างรวดเร็ว

คริสตัลบางชนิด เช่น:

• เกลือ
  
• น้ำตาล
  
• ระเหย

ในทั้งสองกรณี อะตอมของแร่ธาตุจะรวมตัวกันเป็นของแข็งในรูปแบบที่เกิดซ้ำอย่างสม่ำเสมอ ทำให้ผลึกแข็งแรงและแข็ง กระบวนการนี้เรียกว่าการตกผลึก ผลึกที่เกิดจากแร่ธาตุจำเพาะจะเป็นไปตามรูปแบบการเติบโตที่เหมือนกันเสมอ ผลึกเกลือมีลักษณะเหมือนผลึกเกลือและไม่เหมือนผลึกน้ำตาล

ตัวแปรที่ควบคุมการเติบโตของผลึก ได้แก่ ปริมาณของวัสดุที่ละลาย การระเหย ความดัน และอุณหภูมิ ยิ่งปริมาณของวัสดุที่ละลายในน้ำสูงขึ้นและแรงดันที่วางบนวัสดุมากขึ้น ผลึกก็จะยิ่งโตขึ้น หากน้ำระเหยช้าจากสารละลาย ผลึกจะเริ่มขึ้นค่อนข้างน้อย และสิ่งเหล่านี้มีเวลาที่จะเติบโตค่อนข้างมากก่อนที่น้ำจะหายไป อย่างไรก็ตาม หากน้ำระเหยอย่างรวดเร็ว ผลึกก็เริ่มที่จะเติบโตมากขึ้น แต่ก็ไม่มีเวลาที่จะเติบโตได้มากเท่านี้

อุณหภูมิมีผลชัดเจนต่ออัตราการเติบโตของผลึกเกลือ หากคุณทำการทดลองกับสารละลายเกลือ แบบหนึ่งที่อุณหภูมิห้อง แบบที่อุณหภูมิที่เย็นกว่า และอีกแบบที่อุณหภูมิที่อุ่นกว่า คุณจะเห็น ว่าตัวอย่างที่อุณหภูมิอุ่นจะเติบโตเป็นผลึกได้เร็วกว่าตัวอย่างอื่นๆ และตัวอย่างที่อุณหภูมิห้องจะเติบโตเร็วกว่าตัวอย่างที่หนาวเย็น ตัวอย่าง. เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเพิ่มอัตราการระเหยของตัวทำละลาย ซึ่งจะทำให้อัตราการเติบโตเร็วขึ้น อุณหภูมิที่ต่างกันจะทำให้เกิดผลึกในปริมาณที่ต่างกัน สารละลายที่เย็นกว่าจะหดตัว บังคับให้แร่ธาตุอยู่ใกล้กันมากขึ้น ดังนั้นจึงสร้างพันธะ จับสิ่งสกปรกในโครงสร้างได้ในเวลาเดียวกัน สิ่งเจือปนเหล่านี้ขัดขวางรูปแบบผลึก ทำให้เกิดผลึกขนาดเล็กจำนวนมากขึ้น ในอุณหภูมิที่อุ่นขึ้น ระยะห่างระหว่างโมเลกุลจะมากกว่า ซึ่งช่วยให้คริสตัลสร้างรูปร่างที่ใหญ่ขึ้นและบริสุทธิ์กว่าในอัตราที่เท่ากันมากกว่าที่จะเกิดขึ้นในอุณหภูมิที่เย็นกว่า