Wie bilden sich Kristalle beim Abkühlen einer Lösung?
Teilchensimulation – Ionen in einer übersättigten Kochsalzlösung
Na+ frei in Lösung
Na+ im Kristallgitter
H2O Lösungsmittel
Cl− frei in Lösung
Cl− im Kristallgitter
Aufgaben
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Wie kommt es zur Kristallisation?
In einer übersättigten Kochsalzlösung bewegen sich Natrium-Ionen (Na+)
und Chlorid-Ionen (Cl−) zwischen den Wasser-Molekülen
des Lösungsmittels.
Was bedeutet übersättigt?
Die Lösung enthält mehr gelösten Stoff, als bei dieser Temperatur eigentlich
möglich wäre – dieser Zustand ist nicht stabil. Ein kleiner Anstoß genügt, und die
Ionen beginnen zu kristallisieren.
Wie entsteht ein Kristall?
Zuerst muss ein Keim entstehen. Danach lagern sich immer mehr Ionen an –
immer abwechselnd Na+ und Cl−, wie ein Schachbrettmuster. Im Kristall
ist jedes Ion von entgegengesetzt geladenen Nachbarn umgeben.
Zwei Wege zur Keimbildung
Von selbst: Beim Abkühlen können zwei passende Ionen zufällig
aufeinandertreffen und haften bleiben – so entsteht ein Keim spontan. An einem Fremdkörper: Ein Staubkorn oder ein vorhandener Kristallkeim gibt den
Startpunkt vor, an dem der Kristall sofort weiterwächst.