Γλωσσάριο

Θερμοκρασίες και ενθαλπίες κρυστάλλωσης

Η κρυστάλλωση είναι μια φυσική ή τεχνητή διαδικασία στερεοποίησης ουσιών ή υλικών σε δομημένη μορφή, όπου τα άτομα ή τα μόρια είναι ιδιαίτερα οργανωμένα σε μια δομή γνωστή ως κρύσταλλος.

Ορισμένα υλικά, όπως οι φαρμακευτικές ουσίες, μπορούν να σχηματίσουν διάφορες κρυσταλλικές δομές, οι οποίες ονομάζονται κρυσταλλικές τροποποιήσεις ή κρυσταλλικές μορφές ή πολυμορφές.

Η κρυστάλλωση λαμβάνει χώρα σε ορισμένη θερμοκρασία και συνοδεύεται από ορισμένη ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται (εξώθερμη διαδικασία), η οποία είναι γνωστή ως θερμότητα ή ενθαλπία κρυστάλλωσης. Επιπλέον, η διαδικασία κρυστάλλωσης έχει επίσης μια κινητική συνιστώσα (ρυθμός ανάπτυξης των κρυστάλλων), η οποία πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στις μελέτες κρυστάλλωσης. Η κρυστάλλωση ως θερμικά εκκινούμενη διαδικασία συχνά λαμβάνει χώρα σε δύο σημαντικά στάδια: Το πρώτο βήμα είναι η πυρηνοποίηση, ενώ το δεύτερο βήμα είναι γνωστό ως ανάπτυξη των κρυστάλλων- η τελευταία εξαρτάται επίσης από τις συνθήκες θερμικής επεξεργασίας.

Με τη βοήθεια της DSC (διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης), οι θερμοκρασίες κρυστάλλωσης και η ενέργεια που απελευθερώνεται μπορούν να προσδιοριστούν με υψηλό βαθμό αξιοπιστίας. Πρέπει να αναφερθεί ότι η θερμοκρασία στην οποία λαμβάνει χώρα η κρυστάλλωση στα πειράματα DSC ενδέχεται να μετατοπιστεί σε χαμηλότερες τιμές θερμοκρασίας λόγω φαινομένων ψύξης ή υπέρψυξης, τα οποία μπορεί να εμφανιστούν κατά τη διαδικασία κρυστάλλωσης. Στην κατωτέρω εικονιζόμενη μέτρηση του ινδίου, η κρυστάλλωση έλαβε χώρα στους 155°C, που είναι περίπου 2 Kelvin χαμηλότερη από τη θερμοκρασία τήξης των 156,6°C.

Εκτός από τη μέθοδο DSC, για τη διερεύνηση τέτοιων διεργασιών μπορεί να εφαρμοστεί και η διαστολομετρία.