Cristallisation - Aspects théoriques

1 - Concentration et sursaturation

• 1.1 - Unités de concentration et activité en solution
• 1.2 - Définitions de la sursaturation
  Figure 1 - Effets de la concentration d’acide sulfurique sur le pH d’une solution à 70 mmol/L de salicylate de sodium et augmentation correspondante de la sursaturation... Figure 2 - Évolution de la concentration en solution au cours d’une cristallisation obtenue par abaissement de la température
• 1.3 - Introduction au phénomène de cristallisation

2 - Nucléation

• 2.1 - Généralités
• 2.2 - Nucléation primaire
  Figure 3 - Enthalpie libre d’activation de nucléation homogène en fonction du rayon du germe Figure 4 - Courbe de fréquence de nucléation J en fonction de la sursaturation... Figure 5 - Aires et énergies libres interfaciales mises en jeu dans le cas de la germination hétérogène d’un germe réalisant un angle de contact avec le substrat
• 2.3 - Nucléation secondaire
  Figure 6 - Limites de zone métastable des mécanismes de nucléation
• 2.4 - Comparatif des mécanismes et des cinétiques de nucléation

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3 - Croissance

• 3.1 - Généralités
  Figure 7 - Représentation schématique d’un cristal exhibant des faces planes (F), en escaliers (S) ou en crans (K) Figure 8 - Dislocation vis générée par un cisaillement du cristal le long de la ligne de dislocation L Figure 9 - Spirale de croissance polygonale fréquemment observée sur les cristaux organiques tels que les n-alcanes (paraffines linéaires)
• 3.2 - Faciès et morphologie
• 3.3 - Croissance en milieu pur
  Figure 10 - Courbes vitesses de croissance – sursaturation pour différents mécanismes de croissance Figure 11 - Section perpendiculaire à la grande face du cristal représenté sur les figures  et
• 3.4 - Transfert de matière et croissance
  Figure 12 - Appauvrissement de la concentration en soluté autour des cristaux (microscopie par contraste de phase : phase claire = phase peu concentrée)  Figure 13 - Profil de concentration autour d’un cristal dans le modèle du film Figure 14 - Évolution du coefficient de transfert de matière k D selon la taille L d’un cristal d’hydroquinone
• 3.5 - Description globale de la croissance
• 3.6 - Croissance en présence d’impuretés ou d’additifs

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  Figure 15 - Zones mortes induites par des impuretés adsorbées très énergiquement sur une face de cristal Figure 16 - Représentation schématique des courbes de solubilité de deux polymorphes

4 - Évolution de la suspension

• 4.1 - Transitions de phases et polymorphisme
  Figure 17 - Évolution de la concentration en soluté lors de la transition d’un polymorphe métastable 2 à un polymorphe stable 1 par dissolution – croissance en suspension à température constante
• 4.2 - Agglomération et brisure
  Figure 18 - Mécanisme d’agglomération de deux particules Figure 19 - Évolution de la sursaturation au cours d’une opération de cristallisation
• 4.3 - Mûrissement

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