Τι ωριμάζει το Ostwald;

Η ωρίμανση του Ostwald είναι μια επίδραση που εμφανίζεται σε κρυστάλλους και ορισμένα υγρά μείγματα. Αυτό συμβαίνει όταν σχηματίζονται μεγαλύτεροι κρύσταλλοι ή υγρά σταγονίδια ενώ τα μικρότερα εξαφανίζονται. Το αποτέλεσμα προκαλείται από διαφορές στη μοριακή ενέργεια μεγαλύτερων έναντι μικρότερων κρυστάλλων ή σταγόνων. Οι μεγαλύτερες δομές έχουν χαμηλότερη ενέργεια επειδή το κέντρο της σταγόνας ή του κρυστάλλου έχει μια σταθερή μοριακή διάταξη, που δεν είναι πιθανό να διασπαστεί, ενώ μόνο η εξωτερική επιφάνεια είναι διαθέσιμη για να σχηματίσει μεγαλύτερο κρύσταλλο ή σταγονίδιο. Τα μικρότερα μεγέθη είναι λιγότερο σταθερά επειδή η εξωτερική επιφάνεια, αν και μικρή, είναι πιθανό να συνδεθεί ή να συγχωνευθεί με άλλα μόρια.

Οι αλλαγές που συμβαίνουν με την ωρίμανση του Ostwald ορίστηκαν για πρώτη φορά από τον W. Ostwald στα τέλη του 19ου αιώνα. Η αρχική έρευνα διαπίστωσε ότι ορισμένα υλικά σχημάτισαν κρυστάλλους που έγιναν πιο τραχύ ή τραχύ με την πάροδο του χρόνου. Ο Ostwald ανέπτυξε τη θεωρία της αλλαγής του μεγέθους των κρυστάλλων με την πάροδο του χρόνου, η οποία επιβεβαιώθηκε αργότερα με εργαστηριακούς πειραματισμούς. Η ωρίμανση σπάνια παρατηρείται με το μάτι, αλλά μπορεί να προσδιοριστεί από εργαστηριακό εξοπλισμό που μπορεί να μετρήσει μεγέθη κρυστάλλων ή σταγονιδίων.

Παραδείγματα ωρίμανσης Ostwald μπορούν να συμβούν σε κοινά καταναλωτικά προϊόντα. Το παγωτό είναι ένα παράδειγμα. Η ωρίμανση του Ostwald συμβαίνει όταν σχηματίζονται παγοκρύσταλλοι στο παγωτό αφού διατηρηθεί στην κατάψυξη. Αυτό κάνει το παγωτό να αισθάνεται τραχύ, γνωστό ως κακή αίσθηση στο στόμα στη βιομηχανία τροφίμων. Οι κρύσταλλοι σχηματίζονται επειδή τα λεπτά αναμεμειγμένα μόρια νερού έχουν ασταθή μοριακή ενέργεια και θέλουν να συνδεθούν με άλλα μόρια νερού. Με την πάροδο του χρόνου θα σχηματιστούν όλο και περισσότεροι κρύσταλλοι πάγου και θα κάνουν το προϊόν λιγότερο επιθυμητό για κατανάλωση.

Ορισμένα γαλακτώματα, τα οποία είναι συνδυασμοί δύο ή περισσότερων υγρών που δεν αντιδρούν χημικά ή αναμειγνύονται, μπορούν να αλλάξουν ιδιότητες με την πάροδο του χρόνου λόγω της ωρίμανσης του Ostwald. Παραδείγματα γαλακτωμάτων περιλαμβάνουν μαγιονέζα, κρέμες δέρματος και πολλά υγρά καλλυντικά. Σε μεγαλύτερη κλίμακα, αυτό το αποτέλεσμα μπορεί να φανεί αν χυθεί λάδι σε μια κατσαρόλα με νερό. Αρχικά, τα σταγονίδια λαδιού μπορεί να είναι αρκετά μικρά, αλλά με την πάροδο του χρόνου θα σχηματιστούν μεγαλύτερα σταγονίδια ενώ τα μικρότερα εξαφανίζονται.

Τα επιφανειοδραστικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε οποιαδήποτε διαδικασία όπου η ωρίμανση του Ostwald πρέπει να αποφευχθεί ή να μειωθεί. Αυτές οι χημικές ουσίες δεν αντιδρούν με κανένα από τα συστατικά του μείγματος, αλλά μάλλον σχηματίζουν μόρια που περιβάλλουν ένα από τα συστατικά του μείγματος. Αυτή η επιφανειοδραστική επικάλυψη διαταράσσει ή σταματά τη διαδικασία μικρών σταγόνων ή κρυστάλλων που συγχωνεύονται σε μεγαλύτερους και έχει ως αποτέλεσμα παγωτό που παραμένει κρεμώδες ή καλλυντικά που δεν αναπτύσσουν κοκκώδη υφή.

Η φωτογραφική επεξεργασία χρησιμοποιεί χημικές αντιδράσεις για να σχηματίσει μόρια αργύρου που αντιδρούν στο φως, με αποτέλεσμα μια ορατή εικόνα ή εικόνα. Η εκτύπωση φωτογραφιών έχει γίνει αυτοματοποιημένη από τα τέλη του 20ου αιώνα για φωτογραφίες καταναλωτών, αλλά η περισσότερη επεξεργασία βασίζεται στη χημική διαδικασία αργύρου. Η ωρίμανση του Ostwald μπορεί να επηρεάσει την ποιότητα της εικόνας αλλάζοντας το μέγεθος των κρυστάλλων αργύρου μετά την απόθεσή τους σε φωτογραφικό χαρτί. Περιλαμβάνονται βήματα στην ανάπτυξη εκτύπωσης για να σταματήσουν αυτά τα εφέ, με αποτέλεσμα πολύ μικρό μέγεθος κρυστάλλου και καλύτερη ποιότητα εκτύπωσης.