Umkristallisation ist ein Verfahren, das verwendet wird, um einen Stoff zu reinigen. Es kann in verschiedenen Prozessen verwendet werden, beispielsweise bei der Herstellung von Aspirin. Dieses Verfahren wird durchgeführt, indem die unreine Verbindung in ein Lösungsmittel gegeben wird, die Lösung erhitzt wird, so dass sich die Verbindung auflöst, und die Verunreinigungen gefiltert werden. In einigen Fällen kann es erforderlich sein, Kohlenstoff zu verwenden, um farbige Verunreinigungen aus der Verbindung zu entfernen. Die Mischung wird dann abgekühlt, wodurch sich reine Kristalle bilden können.
Die Hauptgrundlage für die Rekristallisation ist die Tatsache, dass Stoffe normalerweise in heißem Lösungsmittel besser löslich werden als in kaltem. Zucker löst sich beispielsweise in warmem Wasser besser auf als in kaltem Wasser, weshalb es oft schwierig ist, Zucker in Eistee aufzulösen, obwohl man ihn gründlich umrühren kann. Der Unterschied in der Löslichkeit bei unterschiedlichen Temperaturen ermöglicht es einer unreinen Substanz, sich bei einer höheren Temperatur aufzulösen und dann bei einer niedrigeren Temperatur langsam zu kristallisieren, ohne die Verunreinigungen erneut einzufangen.
Um eine Substanz mit diesem Verfahren zu reinigen, muss eine Person zunächst das geeignete Lösungsmittel auswählen, manchmal durch Versuch und Irrtum. Das richtige Lösungsmittel löst nicht nur die Zielverbindung bei einer höheren Temperatur und lässt sie bei Raumtemperatur kristallisieren, sondern sollte auch nicht mit der Verbindung reagieren. Das Lösungsmittel sollte die Verunreinigungen auch nicht bei der gleichen Temperatur wie die Zielverbindung lösen. Verunreinigungen sollten sich bei Raumtemperatur lösen, während die Verbindung unlöslich ist, oder sollten bei einer höheren Temperatur unlöslich sein, damit die Verunreinigungen gefiltert werden können.
Während der Umkristallisation sollte eine Person nur eine geringe Menge Lösungsmittel verwenden, um die Zielverbindung aufzulösen. Wenn zu viel verwendet wird, kann es sein, dass die Verbindung zu gegebener Zeit nicht rekristallisiert. Wenn das Target vollständig gelöst ist, können alle unlöslichen Verunreinigungen herausgefiltert werden. Die Lösung sollte dann langsam abkühlen, damit sich Kristalle bilden können. Wenn die Lösung zu schnell abgekühlt wird, können die Kristalle gelöste Verunreinigungen einfangen.
Sollte sich eine weiße oder klare Masse noch in der heißen Lösung verfärben, können farbige Verunreinigungen vorhanden sein. In einem solchen Fall können sie mit Aktivkohle entfernt werden. Die Kohle zieht die Verunreinigungen an und reinigt die Lösung, und dann können beide Substanzen gefiltert werden. Bei diesem Verfahren sollte nur eine geringe Menge Kohlenstoff verwendet werden, da zu viel mit der Verbindung zu reagieren beginnen kann, wodurch die Endmenge der gereinigten Substanz verringert wird.