Mengkristal adalah terjadinya proses pemadatan arti atom atau molekul menjadi bentuk yang sangat terstruktur yang disebut kristal. Biasanya, ini merujuk pada presipitasi kristal yang lambat dari larutan suatu zat. Namun, kristal dapat terbentuk dari lelehan murni atau langsung dari pengendapan dari fase gas. Kristalisasi juga dapat merujuk pada pemisahan padat-cair dan teknik pemurnian di mana perpindahan massa terjadi dari larutan cair ke fase kristal padat murni.
Beberapa contoh terjadinya kristalisasi misalnya terbentuknya berlian, terbentuknya butiran garam. Fenomena indah kepingan salju terjadi sebagai akibat kristalisasi. Selain itu, pembentukan Stalaktit dan Stalagmit di gua juga sebagai akibat dari kristalisasi.
Mengkristal
Kristal merupakan bongkahan material dalam bentuk padat. Pada tingkat mikroskopis, kristal memiliki pola teratur. Ini berarti bahwa atom dan molekul dalam kristal mengikuti struktur berulang tertentu. Kristal tersebut dihasilkan dari suatu proses yang dinamakan mengkristal atau kristalisasi. Dalam proses kristalisasi, zat padat maupun zat cair melepaskan energi panas.
Dalam kimia, terdapat proses kristalisasi dari larutan, yaitu teknik pemisahan di mana fase padat dipisahkan dari larutan induk.
Pengertian Mengkristal
Mengkristal atau kristalisasi merupakan proses alami yang terjadi ketika bahan memadat dari cairan, atau ketika mereka mengendap dari cairan atau gas. Ini bisa disebabkan oleh perubahan fisik, seperti perubahan makna suhu, atau perubahan kimia seperti keasaman.
Kristalisasi adalah proses yang diarahkan oleh ukuran dan arti molekul yang terlibat, dan sifat kimianya. Kristal dapat dibentuk dari satu spesies atom, spesies ion yang berbeda, atau bahkan molekul besar seperti protein.
Beberapa molekul besar mengalami kesulitan mengalami proses kristalisasi, karena kimia internal mereka tidak terlalu simetris atau berinteraksi dengan dirinya sendiri untuk menghindari kristalisasi. Satuan terkecil kristal disebut sel satuan.
Pengertian Mengkristal Menurut Para Ahli
Adapun definisi mengkristal menurut para ahli, antara lain:
Wikipedia
Kristalisasi adalah proses (alami atau buatan) dimana bentuk padat, di mana atom atau molekul sangat terorganisir menjadi struktur yang dikenal sebagai kristal. Beberapa cara pembentukan kristal adalah pengendapan dari suatu larutan, pembekuan, atau lebih jarang pengendapan langsung dari gas. Kristal yang dihasilkan sangat tergantung pada faktor-faktor seperti suhu, tekanan udara, dan dalam kasus kristal cair, waktu penguapan cairan.
Thermopedia
Kristalisasi adalah proses pembentukan bahan padat dari larutan cair atau meleleh, di mana bahan padat yang terbentuk memiliki struktur kristal (bukan amorf).
Proses Mengkristal
Proses kristalisasi umumnya memiliki karakteristik sebagai berikut:
- Bahan umpan yang digunakan, baik dalam larutan atau cairan di atas titik leleh fase padat. Jika dalam larutan, mungkin terdapat lebih dari pelarut.
- Kemungkinan terdapat kotoran terlarut atau padat. Beberapa pengotor mungkin memiliki sifat yang sangat mirip dengan zat terlarut (terutama untuk produk samping dari reaksi organik). Selama kristalisasi, kotoran dapat tetap berada dalam larutan, mengkristal secara terpisah, atau menyatu dengan beberapa cara ke dalam kristal produk.
- Kristalisasi dari zat padat berbentuk partikel dalam berbagai ukuran.
- Aliran limbah dari proses kristalisasi adalah cairan, yang mengandung sisa produk terlarut dan kotoran.
Bagaimana Proses Kristalisasi Terjadi?
Dua proses harus terjadi dalam peristiwa mengkristal, yaitu;
- Atom atau molekul berkumpul bersama dalam skala mikroskopis dalam proses yang disebut nukleasi
- Jika kluster menjadi stabil dan cukup besar, pertumbuhan kristal dapat terjadi.
Atom dan senyawa umumnya dapat membentuk lebih dari satu struktur kristal (polimorfisme). Susunan partikel ditentukan selama tahap nukleasi kristalisasi. Ini mungkin dipengaruhi oleh banyak faktor, termasuk suhu, konsentrasi partikel, tekanan, dan kemurnian material.
Dalam larutan dalam fase pertumbuhan kristal, keseimbangan terbentuk di mana partikel terlarut larut kembali ke dalam larutan dan mengendap sebagai padatan. Jika solusinya jenuh, ini mendorong kristalisasi karena pelarut tidak dapat mendukung pelarutan lanjutan.
Kadang-kadang memiliki larutan jenuh tidak cukup untuk menginduksi kristalisasi. Mungkin perlu untuk menyediakan biji kristal atau permukaan kasar untuk memulai nukleasi dan pertumbuhan.
Metode Kristalisasi
Ada banyak metode yang digunakan untuk mengkristalkan suatu zat. Untuk sebagian besar, ini tergantung pada apakah bahan awal adalah senyawa ionik (mis., Garam), senyawa kovalen (mis., Gula atau mentol), atau logam (mis., Perak atau baja). Metode atau cara yang dapat dilakukan untuk mengkristalkan suatu zat meliputi:
- Mendinginkan atau melelehkan larutan
- Menguapkan pelarut
- Menambahkan pelarut kedua untuk mengurangi kelarutan zat terlarut
- Sublimasi
- Menambahkan kation atau anion
Proses kristalisasi yang paling umum adalah melarutkan zat terlarut dalam pelarut yang paling tidak larut sebagian. Seringkali suhu larutan dinaikkan untuk meningkatkan kelarutan sehingga jumlah maksimum zat terlarut masuk ke dalam larutan. Selanjutnya, campuran hangat atau panas disaring untuk menghilangkan bahan atau kotoran yang tidak larut.
Filtrat yang tersisa dibiarkan dingin perlahan untuk menginduksi kristalisasi. Kristal dapat dihilangkan dari larutan dan dibiarkan mengering atau dapat dicuci menggunakan pelarut yang tidak larut.
Jika proses ini diulang untuk meningkatkan kemurnian sampel, itu disebut rekristalisasi. Laju pendinginan larutan dan jumlah penguapan pelarut dapat sangat memengaruhi ukuran dan bentuk kristal yang dihasilkan.
Keuntungan Proses Kristalisasi dalam Industri
Keuntungan umum kristalisasi sebagai suatu proses adalah:
- Pemurnian tinggi dapat diperoleh dalam satu langkah.
- Menghasilkan fase padat yang mungkin cocok untuk pengemasan dan penjualan produk secara langsung.
- Beroperasi pada suhu yang lebih rendah dan dengan kebutuhan energi yang lebih rendah daripada pemisahan distilasi yang sesuai.
- Kemungkinan lebih ekonomis daripada proses pemisahan alternatif.
Kerugian Proses Kristalisasi dalam Industri
- Umumnya hanya memurnikan satu komponen.
- Hasil dibatasi oleh fase kesetimbangan.
- Kinetika proses lebih kompleks dan kurang dipahami daripada beberapa alternatif; memperoleh parameter kinetik rinci melibatkan prosedur eksperimental yang kompleks.
Contoh Mengkristal
Suatu bahan dapat mengkristal baik secara alami atau buatan. Kristalisasi buatan biasanya digunakan pada bidang industri dalam berbagai proses. Aplikasi yang umum termasuk bahan kimia curah, seperti garam, gula dan pupuk; produk bernilai tambah tinggi seperti bahan kimia khusus dan obat-obatan; dan pemisahan yang sulit seperti orto dan xilena.
Contoh kristalisasi alami meliputi:
-
Formasi kepingan salju
Terbentuknya salju berawal dari uap air yang berkumpul di atmosfer Bumi, kemudian terkondensasi karena pendinginan. Kondensasi ialah kondisi dimana gas berubah bentuk menjadi cair atau padat. Setelah terkondensasi selanjutanya akan terjadi penggumpalan membentuk awan.
Ketika awal pembentukannya, massa awan jauh lebih kecil dibandingkan massa udara. Akibatnya awan tersebut mengapung di udara. Akan tetapi, ketika kumpulan uap terus mengalami pertambahan dan bergabung ke dalam awan tersebut, massanya akan bertambah pula, sehingga ketika udara tidak sanggup lagi menahannya, awan tersebut akan pecah dan partikel air jatuh ke Bumi.
Ketika partikel air murni (air yang belum terkotori oleh partikel lain) jatuh ke Bumi, air tersebut tidak langsung membeku pada temperatur 0˚C, sebab pada suhu tersebut terjadi perubahan fase dari cair ke padat, sedangkan agar air murni bisa membeku dibutuhkan temperatur lebih rendah dari 0˚C.
Ketika partikel-partikel air murni tersebut bersentuhan dengan udara, maka air murni tersebut akan terkotori oleh partikel-partikel lain. Terdapat partikel-partikel tertentu yang fungsinya untuk mempercepat fase pembekuan, sehingga air murni dengan cepat menjadi kristal-kristal es.
Partikel pengotor yang terlibat dalam proses ini dinamakan nukleator. Fungsinya untuk mempercepat pembekuan dan perekatan antar uap air, sehingga partikel air (yang sudah tidak murni lagi) bergabung bersama dengan partikel air lainnya untuk membentuk kristal yang lebih besar. Jika suhu udara sampai melelehkan kristal es tersebut, maka kristal es akan jatuh ke tanah. Kristal-kristal es yang berjatuhan ke tanah itulah yang dinamakan salju.
-
Pembentukan stalaktit dan stalagmit
Stalaktit dan Stalakmit merupakan bentukan alam khas yang terjadi di daerah karst atau daerah kapur. Keduanya terbentuk sebagai akibat dari proses pelarutan air di daerah kapur yang terjadi secara terus menerus. Air yang larut di daerah kapur akan masuk ke dalam lubang-lubang (doline) kemudian turun ke gua dan menetes-netes dari atap gua ke dasar gua.
Tetesan-tetesan air tersebut semakin lama akan berubah menjadi batuan yang bentuknya runcing-runcing seperti tetesan air, yang kita kenal dengan istilah stalaktit dan stalakmit. Stalaktit ialah batu yang terbentuk di atap gua, bentuknya meruncing kebawah, sedangkan stalakmit ialah batu yang terbentuk di dasar gua bentuknya meruncing keatas.
Contoh kristalisasi buatan meliputi:
- Pembuatan garam
Ketika air laut pasang, semua tambak garam akan mulai terisi oleh air laut. Akan tetapi, ketika air mulai surut kembali maka tambak yang telah terisi garam akan tetap berada di tempat itu.
Adanya pengaruh dari cahaya sinar matahari menyebabkan setiap komponen dari dalam tambak akan menguap. Apabila penguapan ini terus-menerus terjadi, maka lama-kelamaan garam tersebut akan membentuk kristal-kristal garam tanpa menunggu hingga airnya habis.
Demikianlah artikel yang bisa kami tuliskan kepada segenap pembaca terkait dengan materi atas pengertian mengkristal menurut para ahli, proses, dan contohnya dalam berbagai bidang. Semoga bisa memberikan wawasan dan pengetahuan. Trimakasih,
