안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
분별 결정의 원리는 온도 변화에 따른 성분 물질들의 용해도 차이를 이용해, 온도를 낮출 때 한 성분만 선택적으로 먼저 결정으로 만들어 떼어내는 것입니다. 그 과정에 대해 자세히 설명해 드릴게요.
혼합물을 높은 온도의 용매에 넣고 완전히 녹이면, 물질은 일반적으로 온도가 높을수록 용매에 녹을 수 있는 최대 양이 증가하므로, 고온에서는 혼합물의 성분들이 모두 용액에 녹아 있습니다. 뜨거운 용액을 천천히 식히면 온도가 내려감에 따라 녹을 수 있는 물질의 양이 줄어듭니다. 이때 온도 변화에 따른 용해도 변화 폭이 큰 물질은 용해도가 급격히 떨어지면서 먼저 용액의 포화 한계를 넘어서는 과포화 상태가 됩니다.
포화 한계를 초과한 성분은 결합을 이루며 규칙적인 고체 결정 구조로 바뀌어 석출되기 시작합니다. 반면, 온도가 내려가도 용해도 변화가 거의 없거나 함량이 적은 다른 성분은 포화 한계에 도달하지 않아 용액 속에 계속 녹아 있습니다. 석출된 순수한 고체 결정을 여과 장치로 걸러내면, 결정으로 나온 성분과 여전히 액체 속에 녹아 있는 성분을 깔끔하게 분리할 수 있습니다.