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La cristallizzazione è una transizione di fase della materia, da liquido a solido, nella quale i composti disciolti in un solvente si solidificano, disponendosi secondo strutture cristalline. Da un punto di vista fisico, è quindi una trasformazione che implica diminuzione di entropia.
Il processo di cristallizzazione è un particolare tipo di solidificazione, in quanto non è detto che solidificando le molecole si dispongano in maniera ordinata, infatti in generale a partire dal processo di solidificazione possono formarsi solidi cristallini (e quindi si parla di cristallizzazione) o solidi amorfi oppure solidi in cui si ha la presenza di zone cristalline e zone amorfe (come può succedere in alcuni polimeri).
In senso lato, il termine "cristallizzazione" indica la formazione di un qualsiasi solido cristallino, come ad esempio lo zolfo rombico o la formazione di cristalli di neve. Rappresenta un fenomeno ampiamente diffuso in natura, tramite il quale hanno origine rocce minerarie, le stalattiti, le stalagmiti e i depositi di salgemma (quest'ultima avviene a seguito dell'evaporazione dell'acqua permeante con formazione di grossi aggregati salini solidi).