Fraktionierungsprozesse im Labor und in der Technik

Zusammenfassung

Ein häufiges Problem der chemischen Praxis besteht darin, kristalline Substanzen mit einem bestimmten Reinheitsgrad herzustellen oder durch Kristallisation Komponenten anzureichern, die in naturlichen Rohstoffen nur in äußerst kleinen Konzentrationen vorkommen. Das Arbeitsprinzip bei derartigen Prozessen soll an einem einfachen Beispiel besprochen werden. Es wird angenommen, daß ein Kristallisat vorliegt, in dem ein Atom durch ein anderes ersetzt wird. Die Anreicherung bzw. Verarmung der Spurenkomponente soll durch Schmelzen und Wiederauskristallisieren vorgenommen werden. Hierbei wird zur Vereinfachung angenommen, daß das Kristallisat einfach zu schmelzen ist und die Schmelze auf einfache Art quantitativ von der festen Phase getrennt werden kann. Bei der Kristallisation soil q = 1 sein. Es soll sich also nur eine einzige Kristallart bilden. Die Verteilungskonstante soll den Wert b = 1/2 haben. Bei der Kristallisation findet also in der fluiden Phase eine Anreicherung der Spurenkomponente statt. Die feste Phase erfährt eine Verarmung. Bei der Erörterung müssen zwei Fälle der Kristallisation behandelt werden: die Bildung von heterogenen Kristallen und die Kristallbildung mit gleichzeitiger Umkristallisation.