Theoretische achtergrond
Tijdens ons practicum gaan we aluin laten kristalliseren. Maar wat is kristalliseren nu precies, hoe werkt het? Ook gaan we op deze pagina bekijken wat voor zout aluin is en wat voor gevolgen dat heeft voor het ionrooster.
Kristallisering
Kristallisering is het doen vormen van geordende vaste fasen uit een smelt, damp of oplossing. (Tijdens ons practicum maken we gebruik van een oplossing). De toestand van het water (bv. vervuild) heeft invloed op de vorm van de kristallen: kristallen die ontstaan zijn uit water van bevuilde gebieden zijn minder mooie kristallen.
Een kristal is een vaste materie met ordelijk gerangschikte atomen, ionen of moleculen. Hoewel er nooit twee dezelfde kristallen kunnen ontstaan zijn de terugkomende vormen van de kristalstructuur (de grootte van de hoeken ten opzichte van elkaar) karakteristiek voor kristallen van dezelfde stof: iedere stof heeft dus een eigen bepalende kristalvorm. Een zoutkristal wordt gevormd wanneer de deeltjes uit een (vloei)stof bij afkoeling in een geordend rooster gaan liggen. In ons geval konden we de kristallen zelf maken door een oververzadigde zoutoplossing te maken bij een bepaalde temperatuur en die oplossing dan te laten afkoelen. Er is hier sprake van spontane kristalgroei.
Soms worden tijdens het kristalliseren van een zout watermoleculen ingebouwd in het kristalrooster. Dit gebeurt niet zomaar op verschillende plaatsen, maar volgens een vast patroon. Dit water heet kristalwater. Een zout waarin kristalwater bevindt, is een hydraat. Het overeenkomstige zout zonder kristalwater wordt het anhydraat genoemd. Omdat de watermoleculen in het kristalrooster zijn ingebouwd geldt een hydraat als een zuivere stof en niet als een mengsel van een zout en water. Aluin is ook een voorbeeld van een hydraat: ALK(SO4)2 X 12H2O.
Aluin
Wanneer er meer dan twee ionsoorten aanwezig zijn tijdens de kristallisatie, kan het voorkomen dat er een regelmatig opgebouwd rooster ontstaat waarin drie verschillende ionsoorten aanwezig. Het zout dat zo ontstaat, heet een dubbelzout. Veel natuurlijke mineralen kennen een dergelijke opbouw. Aluin is ook een dubbelzout: bestaat uit verschillende ionen.
Een zout bestaat uit positieve ionen en negatieve ionen die door een elektrostatische aantrekkingskracht met elkaar verbonden zijn. Een zout is in vaste aggregatietoestand (vaste vorm) een kristallijne stof waarin de ionen (positieve en negatieve) in een kristalrooster zijn gerangschikt.
Zo'n rangschikking bestaat uit een opeenstapeling van groepjes moleculen die zich in drie richtingen steeds herhalen. Door die richtingen worden de groepjes moleculen met elkaar verbonden en vormen ze dus het kristalrooster. Het uiteindelijke kristal.
Onderzoeksvraag
Hoe is de vorm van het kristal te relateren aan het ionrooster?
Hypothese
Wij verwachten dat dat er bepaalde dingen uit ons onderzoek zal blijken. Het belangrijkste daarvan is dat wij verwachtte dat het geen mooie kristalvorming zal plaats vinden omdat er snel vuil in de oplossing komt.