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Gleicher Stoff, unterschiedliche Eigenschaften: Kristalle im Mittelpunkt Kristall ist nicht gleich Kristall |
(mib) Kristall ist nicht gleich Kristall. Zwei Proben, die aus der gleichen chemischen Substanz bestehen, können sich physikalisch-chemisch aber deutlich voneinander unterscheiden. So ändert zum Beispiel Schwefel seine physikalischen Eigenschaften – seine Löslichkeit, sein Schmelzpunkt und sein Verhalten gegenüber anderen Stoffen – wenn er von der rhombischen zur monoklinen Form wechselt. Mit solchen kristallinen Zustandsformen und deren Eigenschaften befasst sich ein Symposium, das derzeit an der ETH Zürich stattfindet (1) und von der Schweizerischen Gesellschaft für Verfahrens- und Chemieingenieurtechnik (2) durchgeführt wird. Im Zentrum stehen Kristallisations- (Crystallization) und Fällungsreaktionen (Precipitation), Methoden also, die zu amorphen oder kristallinen Substanzen führen. „Für uns ist es sehr wichtig zu verstehen, welche physikalisch-chemischen Eigenschaften diese Feststoffe haben“, erklärt Danielle Giron, analytische Chemikerin bei Novartis in Basel. So könne sich die eine Kristallform in Wasser wie Beton verhalten, während sich die andere Form sofort auflöse. Auch könnten sehr unterschiedliche Schmelzpunkte von ein und derselben Substanz beobachtet werden – etwa vom Anti-Asthmatikum MKS492 mit seinen sechs verschiedenen Kristallformen. „Solche physikalisch-chemischen Eigenschaften können darüber entscheiden, ob eine Substanz als Medikament therapeutisch effizient eingesetzt werden kann“, sagt Danielle Giron. Um zum gewünschten Produkt zu gelangen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Am Symposium wurden gleich mehrere davon vorgestellt. Matthias Kind, Professor an der Universität Karlsruhe, stellte ein Fällungsverfahren vor, mit dem Calciumoxalat- und Bariumsulfat-Kristalle in der Grössenordnung von wenigen Mikrometern hergestellt werden können.
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Und heute wird die Gruppe um ETH-Professor Marco Mazzotti eine Methode erläutern, die Kristalle mit superkritischem Kohlendioxid (dem vierten Aggregatszustand neben fest, flüssig und gasförmig) aus einer Lösung ausfällt. Mit der grosstechnischen Herstellung von Benzoesäure durch Schmelzkristallisation befasst sich Manfred Stepanski von der Sulzer Chemtech, während sich Anett Perlberg vom Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg mit dem Wachstum von Mandelsäure-Kristallen in wässriger Lösung befasst. „Es gibt sehr viele Ideen, wie man solche Reaktionen durchführen kann“, sagt Marco Mazzotti, ETH-Professor am Separation Processes Laboratory (3). „Am Swiss Symposium on Cristallization and Precipitation sollen sie diskutiert werden können.“ Die Veranstaltung findet offiziell noch heute Mittwoch statt. Am Donnerstag hat sich aber bereits die Arbeitsgruppe „Sinc-Pro“ des International Project on Control of Crystallization für einen Besuch an der ETH angemeldet. Und am vergangenen Montag waren Forscherinnen und Forscher der European Federation of Chemical Engineers Gast der ETH. |
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Literaturhinweise:
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