ما هي عملية التبلور؟ وكيف تحدث؟

ما هي عملية التبلور؟

تعرف عملية التبلور أو البلورة (بالإنجليزية: Crystallization Process) بأنها عملية انتقال المادة من حالة غير مرتبة أو غير منتظمة إلى حالة أكثر تنظيماً وترتيباً للذرات أو الأيونات أو الجزيئات بحيث تشكل ما يعرف باسم البلورات (بالإنجليزية: Crystals)، علمًا أن هذه التحولات تحدث من خلال تشكل أنماط متكررة ومستقرة من التراكيب الذرية أو الجزيئية داخل المادة.^[١][٢][٣]

كيف تحدث عملية التبلور؟

تتضمن عملية التبلور حدوث عدة مراحل متتالية، وهي كالآتي:^[١][٣]

مرحلة التنوي

أول مرحلة من مراحل حدوث عملية التبلور هي مرحلة التنوي (بالإنجليزية: Nucleation) أو مرحلة تكوين نوى التبلور، وفي هذه المرحلة تتجمع مجموعات صغيرة من الذرات أو الأيونات أو الجزيئات معًا لتشكيل أساس البلورة، علمًا بأن عملية التنوي أو تكوين النوى قد تحدث بشكل تلقائي، أو يمكن تحفيزها من خلال إضافة بلورة بذرة أو جسم غريب إلى المحلول، بحيث يشكل قالبًا لنمو البلورات الأخرى.

مرحلة نمو البلورات

بعد أن تحدث مرحلة التنوي أو تكوين نوى التبلور، تبدأ المرحلة التالية، وهي مرحلة نمو البلورات (بالإنجليزية: Crystal Growth)، وذلك من خلال وضع كميات إضافية من الذرات أو الأيونات أو الجزيئات لتنمو البلورات أكثر، مع التنويه إلى أن معدل نمو البلورات وشكل البلورات المتكونة يتأثران بالعديد من العوامل مثل درجة الحرارة والضغط وتركيز المحلول والمذيب المستخدم.

مرحلة نضج البلورات

مع استمرار نمو البلورات، تصل أخيرًا إلى حالة نضج (بالإنجليزية: Crystal Maturity) حيث يصبح معدل النمو بطيئًا بفعل العديد من العوامل مثل نفاد المادة المذابة في المحلول أو زيادة مقاومة سطح البلورة المتشكلة.

ما هي أنواع التبلور؟

تصنف عمليات التبلور إلى عدة أنواع بناءً على الطريقة المستخدمة في تكوين البلورات، ومن أشهر هذه الطرق أو الأنواع طريقة التبلور بالتبخير، والتبلور بالتبريد، والتبلور بالترسيب، وفيما يأتي توضيح مبسط لهذه الطرق:^[٢][٣]

• التبلور بالتبخير (بالإنجليزية: Evaporative Crystallization): تتضمن هذه الطريقة ذوبان المادة المذابة كليًا، للسماح للمذيب أو المادة المذيبة بالتبخر تدريجيًا ببطء، ومع زيادة تركيز المذيب، تصبح المادة المذابة أقل قابلية للذوبان، مما يؤدي إلى تشكل البلورات.
• التبلور بالتبريد (بالإنجليزية: Cooling Crystallization): تتضمن هذه الطريقة تسخين المحلول، لتذويب المادة المذابة، ثم يتم تبريد المحلول ببطء، ومع انخفاض درجة الحرارة، تصبح المادة المذابة أقل قابلية للذوبان، مما يؤدي إلى التبلور.
• التبلور بالترسيب (بالإنجليزية: Precipitation Crystallization): تتضمن هذه الطريقة مزج مكونين متفاعلين معًا لتكوين منتج نهائي غير قابل للذوبان، والذي يترسب على شكل بلورات.

ما هي أهمية عملية التبلور؟

تعد عملية التبلور عملية حيوية يتم استخدامها في العديد من الصناعات المختلفة، مثل الصناعات الدوائية والكيماوية والغذائية وعلوم المواد، وغيرها، وذلك بهدف تنقية المواد، وإنتاج مواد ذات قيمة جيدة، وإنشاء تراكيب بلورية موحدة بهدف استخدامها في تطبيقات محددة.^[١][٣]