Dalam teknik material, aturan Ostwald atau aturan tahapan Ostwald, yang dikemukakan oleh Wilhelm Ostwald,[1] menjelaskan proses pembentukan polimorf. Aturan ini menyatakan bahwa polimorf yang kurang stabil umumnya akan mengkristal terlebih dahulu.[2] Polimorf tersebut juga sering kali merupakan fase yang paling mudah larut. Aturan Ostwald bukanlah hukum yang berlaku secara universal, melainkan kecenderungan umum yang sering diamati di alam.[3]
Fenomena ini dapat dijelaskan berdasarkan termodinamika ireversibel, hubungan struktural antarfase, atau melalui gabungan termodinamika statistika dan perubahan struktur akibat pengaruh suhu. Polimorf yang kurang stabil umumnya memiliki struktur yang lebih menyerupai keadaan zat di dalam larutan, sehingga pembentukannya lebih diuntungkan secara kinetik.
Sebagai contoh, pada proses kristalisasi benzamida dari air panas, mula-mula terbentuk kristal metastabil berbentuk serat. Seiring waktu, kristal tersebut secara spontan berubah menjadi polimorf rombus yang lebih stabil. Contoh lain yang lebih mencolok adalah fosforus. Ketika mengalami sublimasi, fosforus pertama kali membentuk fosforus putih, yang kurang stabil. Selanjutnya, fosforus putih secara perlahan mengalami polimerisasi menjadi alotrop merah yang lebih stabil. Fenomena serupa juga terjadi pada polimorf anatase dari titanium dioksida. Karena memiliki energi permukaan yang lebih rendah, anatase umumnya menjadi fase pertama yang terbentuk melalui kristalisasi dari prekursor amorf maupun dari larutan, meskipun bersifat metastabil. Sebaliknya, rutil merupakan fase kesetimbangan yang stabil pada semua suhu dan tekanan.[4]
Pada pengendapan kalsium karbonat (CaCO3) dari larutan berair, mula-mula terbentuk koloid sol atau gel yang tidak stabil sebagai suspensi berair. Pada suhu kamar, fase tersebut berkembang menjadi vaterit (heksagonal), yaitu polimorf CaCO3 yang paling kurang stabil dan paling mudah larut. Selanjutnya, bergantung pada suhu larutan, vaterit akan berubah menjadi kalsit (heksagonal, ρ = 2,7 g/cm3) (T ~ 40 °C) atau aragonit (ortorombik, ρ = 2,9 g/cm3) (T > 70 °C).[5]
Lihat pula
- Kristalografi kimia sebelum sinar-X
- Nukleasi
- Pertumbuhan kristal
- Polimorf yang menghilang
- Pemeraman Ostwald
- Pencernaan dan penuaan endapan
Referensi
- ↑ Ostwald, W. (1897). "Studien über die Bildung und Umwandlung fester Körper 1. Abhandlung: Übersättigung und Überkaltung". Zeitschrift für Physikalische Chemie. 22U (1): 289–330. doi:10.1515/zpch-1897-2233.
- ↑ Van Stanten, R. A. (1 November 1984). "The Ostwald step rule" (PDF). Journal of Physical Chemistry. 88 (24): 5768–6769. doi:10.1021/j150668a002.
{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ Threlfall, T. (2003). "Structural and thermodynamic explanations of Ostwald's Rule". Organic Process Research & Development. 7 (6): 1017–1027. doi:10.1021/op030026l. ISSN 1083-6160.
- ↑ Hanaor, Dorian A. H.; Sorrell, Charles C. (2011-02-01). "Review of the anatase to rutile phase transformation". Journal of Materials Science (dalam bahasa Inggris). 46 (4): 855–874. Bibcode:2011JMatS..46..855H. doi:10.1007/s10853-010-5113-0. hdl:1959.4/unsworks_60954. ISSN 1573-4803. S2CID 97190202.
- ↑ Wray, John L.; Daniels, Farrington (1957). "Precipitation of calcite and aragonite". Journal of the American Chemical Society. 79 (9): 2031–2034. doi:10.1021/ja01566a001. ISSN 0002-7863. Diakses tanggal 24 Juli 2026.
Bacaan lebih lanjut
- Steefel, Carl I.; Van Cappellen, Philippe (1990). "A new kinetic approach to modeling water-rock interaction: The role of nucleation, precursors, and Ostwald ripening". Geochimica et Cosmochimica Acta. 54 (10): 2657–2677. doi:10.1016/0016-7037(90)90003-4.
 | Artikel bertopik mineralogi ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya. |