La maturazione di Ostwald è un effetto che si verifica nei cristalli e in alcune miscele liquide; questo accade quando si formano cristalli più grandi o goccioline di liquido mentre scompaiono quelli più piccoli. L’effetto è causato dalle differenze nell’energia molecolare di cristalli o gocce più grandi rispetto a quelli più piccoli. Le strutture più grandi hanno un’energia inferiore perché il centro della gocciolina o del cristallo ha una disposizione molecolare stabile, che difficilmente si separa, mentre solo la superficie esterna è disponibile per formare un cristallo o una gocciolina più grande. Le dimensioni più piccole sono meno stabili perché la superficie esterna, sebbene piccola, può connettersi o fondersi con altre molecole.
I cambiamenti che si verificano con la maturazione di Ostwald furono definiti per la prima volta da W. Ostwald alla fine del XIX secolo. La ricerca iniziale ha scoperto che alcuni materiali formavano cristalli che diventavano più ruvidi o più grossolani nel tempo. Ostwald ha sviluppato la teoria del cambiamento delle dimensioni dei cristalli nel tempo, che è stata successivamente confermata con la sperimentazione di laboratorio. La maturazione è raramente vista con l’occhio, ma può essere determinata da apparecchiature di laboratorio in grado di misurare le dimensioni dei cristalli o delle gocce.
Esempi di maturazione di Ostwald possono verificarsi in prodotti di consumo comuni. Il gelato è un esempio; La maturazione di Ostwald si verifica quando i cristalli di ghiaccio si formano nel gelato dopo averlo conservato in un congelatore. Questo rende il gelato ruvido, noto come scarsa sensazione in bocca nell’industria alimentare. I cristalli si formano perché le molecole d’acqua finemente miscelate hanno un’energia molecolare instabile e vogliono connettersi con altre molecole d’acqua. Nel tempo si formeranno sempre più cristalli di ghiaccio che renderanno il prodotto meno desiderabile da mangiare.
Alcune emulsioni, che sono combinazioni di due o più liquidi che non reagiscono o si mescolano chimicamente, possono cambiare proprietà nel tempo a causa della maturazione di Ostwald. Esempi di emulsioni includono maionese, creme per la pelle e molti cosmetici liquidi. Su una scala più ampia, questo effetto può essere visto se l’olio viene versato in una padella d’acqua. Inizialmente, le goccioline di olio possono essere piuttosto piccole, ma nel tempo si formeranno goccioline più grandi mentre quelle più piccole scompaiono.
I tensioattivi possono essere utilizzati in qualsiasi processo in cui è necessario evitare o ridurre la maturazione di Ostwald. Queste sostanze chimiche non reagiscono con nessuno degli ingredienti della miscela, ma formano piuttosto molecole che circondano uno dei componenti della miscela. Questo rivestimento tensioattivo interrompe o interrompe il processo di piccole gocce o cristalli che si fondono in quelli più grandi e si traduce in un gelato che rimane cremoso o cosmetici che non sviluppano una consistenza granulosa.
L’elaborazione fotografica utilizza reazioni chimiche per formare molecole d’argento che reagiscono alla luce, producendo un’immagine o un’immagine visibile. La stampa fotografica è diventata automatizzata dalla fine del XX secolo per le fotografie dei consumatori, ma la maggior parte della lavorazione si basa sul processo chimico dell’argento. La maturazione di Ostwald può influenzare la qualità dell’immagine modificando le dimensioni dei cristalli d’argento dopo che sono stati depositati su carta fotografica. Nello sviluppo della stampa sono inclusi i passaggi per fermare questi effetti, il che si traduce in una dimensione del cristallo molto piccola e una migliore qualità di stampa.