Ein Beitrag zur Kinetik der Fällungskristallisation

Zusammenfassung

Die kinetische Theorie der Fällungskristallisationen stützt sich auf zwei konkurrierende Prozesse: Keimbildung und Kristallwachstum. Der Mechanismus dieser beiden Elementarvorgänge, ebenso wie ihre Beeinflussung durch gelöste Fremdstoffe, wird unter vereinfachenden Voraussetzungen entwickelt.

Experimente an Modellfällungen (BaSO₄, PbSO₄, PbJ₂) führten zu folgenden Resultaten:

• 1. Zunahme der Konzentration der Initiallösungen bewirkt eine Verfeinerung des Endproduktes, womit der morphogene Übergang von ideal ausgebildeten Kristalliten über somatoide bis zu dendritisch-skelettartigen Bildungen parallel geht.

• 2. Mit der Kornvergröberung durch Temperaturerhöhung verändert sich gleichzeitig die Korngrößenverteilung des Kristallisates unter Bildung eines weniger homodispersen Produktes.

• 3. Die Geschwindigkeit, mit der die Ausgangslösungen zueinander addiert werden, stellt einen wesentlichen Faktor für das Gefüge der Niederschläge dar. Langsames Mischen führt zu größeren Kristalliten und regelmäßigeren Wachstumskörpern.

• 4. Während sich frisch hergestellte Lösungen als ausgesprochen keimreich erwiesen, verlieren die Lösungen beim Altern diese Eigenschaft. Der Prozeß des Alterns wird durch Temperaturerhöhungen beschleunigt.

• 5. Die experimentell bestimmten Korngrößenverteilungskurven bei der PbJ₂-Fällung aus wässerigen Lösungen mit verschiedenen Alkohol-Zusätzen zeigten eine deutliche Kornverfeinerung, die bei Erhöhung der Alkoholkonzentration (Herabsetzung der Löslichkeit des Kristallisats) zunimmt.

• 6. Im Gegensatz hierzu führten Zusätze von Fremdstoffen zu einer Vergröberung des Niederschlages. Es wird angenommen, daß dieser Effekt auf ein Ansteigen der Löslichkeit (z. T. unter Komplexbildung) zurückzuführen ist. Zum Teil traten beim Fällen mit Beimischungen charakteristische morphogene Veränderungen der Kristallite auf.