Cristalización.
El método de cristalización es separar un soluto sólido para separarlo de un disolvente haciendo que cristalice el soluto. Este método se utiliza para separar una mezcla de sólidos que sean solubles en el mismo disolvente pero con curvas de solubilidad diferentes.
Una vez que la mezcla esté disuelta, puede calentarse para evaporar parte de disolvente y así concentrar la disolución.
Para efectuar la cristalización de un sólido hay que partir de una disolución
sobresaturada. Existen varias formas de sobresaturar una disolución, una de
ellas es el enfriamiento de la solución, otra consiste en eliminar parte del
disolvente (por ejemplo con la evaporación) a fin de aumentar la
concentración del soluto, otra forma consiste en añadir un tercer
componente que tenga una mayor solubilidad que el componente que se
desea cristalizar.
La rapidez del Enfriamiento definirá el tamaño de los cristales resultantes.
Un enfriamiento rápido producirá cristales pequeños, mientras que un
enfriamiento lento producirá cristales grandes. Para acelerar la
cristalización puede hacerse una “siembra” raspando las paredes del recipiente.
Para el compuesto menos soluble la disolución llegará a la saturación debido a la eliminación de partes de disolvente y se precipitará.
Todo esto puede irse precediendo sucesivamente e ir disolviendo de nuevo los distintos precipitados (esto recibiría el nombre de cristalización fraccionada) obtenidos para irlos purificando hasta conseguir separar totalmente los dos sólidos.
Cada nueva cristalización tiene un rendimiento menor, pero con este método puede alcanzarse el grado de pureza que se desee.
Normalmente, cuando se quieren separar impurezas de un material, como su concentración es baja, la única sustancia que llega a saturación es la deseada y el precipitado es prácticamente pura.
La cristalización es el proceso inverso de la disolución.
Una forma simple de explicación seria la siguiente.
Técnica que consiste en hacer que se cristalice un soluto sólido con objeto de ser separado del disolvente en el que este disuelto. Para ello conviene evaporar parte del disolvente o dejar que e proceso ocurra a temperatura ambiente.
Si hay un enfriamiento rápido se obtiene pequeños cristales, cuando es lento los cristales son de mayor tamaño.
http://quimicalibre.com/separacion-de-mezclas-cristalizacion-y-decantacion/
Procedimiento de la cristalización:
1.- Se utiliza para separar los componentes de una disolución formada por un sólido y un líquido.
2.- Se deposita en el cristalizador y se deja reposar para que el disolvente se evapore.
3.- Cuando se ha evaporado el disolvente, el soluto insoluble quedará depositado en el fondo del cristalizador.
La cristalización es un proceso donde se forman partículas sólidas a partir de una fase homogénea. Este proceso puede ser la congelación del agua para formar hielo, la formación de partículas de nieve a partir de un vapor, la formación de partículas sólidas en un material fundido o la formación de cristales
sólidos en el seno de una solución líquida.
Último proceso mencionado, la cristalización en una solución, es el de mayor importancia comercial y será el tema de esta sección.
En la cristalización la solución se concentra y casi siempre se enfría hasta que la concentración del soluto es superior a su solubilidad a dicha temperatura. Entonces, el soluto sale de la solución formando cristales casi puros.
En las cristalizaciones comerciales no sólo interesa el rendimiento y la pureza de los cristales, sino
también el tamaño y forma de los mismos. Casi siempre se desea que los cristales tengan tamaño
uniforme. La uniformidad del tamaño es indispensable para evitar apelmazamientos en el empaque, para
facilitar la descarga, el lavado y el filtrado y para un comportamiento uniforme en su uso. Algunas veces, los usuarios solicitan cristales grandes aun cuando los pequeños puedan ser igualmente útiles. Además,
en ocasiones solicitan ciertas formas geométricas, como agujas en lugar de cubos.
1. Introducción y de los cristalizadores. Los cristalizadores se clasifican en cuanto a Su operación en continuos y por lotes. La operación por lotes se utiliza en aplicaciones especiales;
la operación continua de los cristalizadores es el sistema más usual.
La cristalización no puede ocurrir sin una sobresaturación. Una de las principales funciones de
cualquier cristalizador es la de causar la formación de una solución sobresaturada. Los equipos
de cristalización pueden clasificarse con base en el método empleado para producir las sobresaturación como sigue: 1) sobresaturación producida por enfriamiento de la solución con evaporación despreciable (cristalizadores de tanque y por lotes); 2) sobresaturación producida por evaporación del disolvente con poco enfriamiento o sin enfriamiento-evaporadores-cristalizadores o evaporadores cristalizantes;
3) sobresaturación por combinación de enfriamiento y evaporación en evaporadores adiabáticos
(Cristalizadores al vacío).
En cristalizadores que producen sobresaturación por enfriamiento, las sustancias deben tener una
curva de solubilidad que disminuya de manera apreciable con la temperatura. Muchas sustancias
se comportan de esta manera, por lo que este método es bastante común. Cuando la curva de solubilidad cambia poco con la temperatura, como en el caso de la sal común, casi siempre se evapora disolvente para producir la sobresaturación. Algunas veces también se aplica una evaporación
Cristalización
La cristalización es el proceso por el cual se forma un sólido cristalino, ya sea a partir de un gas, un líquido o una disolución. La cristalización es un proceso en donde los iones, átomos o moléculas que constituyen la red cristalina crean enlaces hasta formar cristales, que se emplea en química con bastante frecuencia para purificar una sustancia sólida. La operación de cristalización es aquella por medio de la cual se separa un componente de una solución liquida transfiriéndolo a la fase sólida en forma de cristales que precipitan. Es una operación necesaria para todo producto químico que se presenta comercialmente en forma de polvos o cristales, ya sea el azúcar o sacarosa, la sal común o cloruro de sodio.
Enfriamiento de una disolución de concentración baja
Si se prepara una disolución concentrada a alta temperatura y se enfría, se forma una disolución sobresaturada, que es aquella que tiene, momentáneamente, más soluto disuelto que el admisible por la disolución a esa temperatura en condiciones de equilibrio. Posteriormente, se puede conseguir que la disolución cristalice mediante un enfriamiento controlado. Esencialmente cristaliza el compuesto principal, y las aguas madre se enriquecen con las impurezas presentes en la mezcla inicial al no alcanzar su límite de solubilidad.
Para que se pueda emplear este método de purificación debe haber una variación importante de la solubilidad con la temperatura, lo que no siempre es el caso. La sal marina (NaCl), por ejemplo, tiene una solubilidad de unos 35 g /100 ml en el intervalo de temperaturas comprendido entre 0 y 100 °C, lo que hace que la cristalización por cambio de temperatura sea poco importante, no así en otras sales, como KNO3. Cuanto mayor sea la diferencia de solubilidad con la temperatura, se pueden obtener mayores rendimientos. A escala industrial, estas operaciones pueden además incluir procesos de purificación complementarios como el filtrado, la decantación de impurezas, etc. Luego de hacer este procedimiento el material queda totalmente puro
El método de purificación debe hacer una variación de la solubilidad con la temperatura lo que siempre es el caso.
Cambio de disolvente
Preparando una disolución concentrada de una sustancia en un buen disolvente y añadiendo un disolvente peor que es miscible con el primero, el principal del sólido disuelto empieza a precipitar, y las aguas madres se enriquecen relativamente en las impurezas. Por ejemplo, puede separarse ácido benzoico de una disolución de éste en acetona agregando agua.
Evaporación del disolvente
De manera análoga, evaporando el disolvente de una disolución se puede conseguir que empiecen a cristalizar los sólidos que estaban disueltos cuando se alcanzan los límites de sus solubilidades. Este método ha sido utilizado durante milenios en la fabricación de sal a partir de salmuera o agua marina.
Enfriamiento selectivo de un sólido fundido
Para purificar un sólido cristalino éste puede fundirse. Del líquido obtenido cristaliza, en primer lugar, el sólido puro, enriqueciéndose, la fase líquida, de las impurezas presentes en el sólido original. Por ejemplo, este es el método que se utiliza en la obtención de silicio ultra puro para la fabricación de sustratos u obleas en la industria de los semiconductores. Al material sólido (silicio sin purificar que se obtiene previamente en un horno eléctrico de inducción) se le da forma cilíndrica. Luego se lleva a cabo una fusión por zonas sobre el cilindro. Se comienza fundiendo una franja o sección del cilindro por un extremo y se desplaza dicha zona a lo largo de este hasta llegar al otro extremo. Como las impurezas son solubles en el fundido se van separando del sólido y arrastrándose hacia el otro extremo. Este proceso de fusión zonal puede hacerse varias veces para asegurarse que el grado de pureza sea el deseado. Finalmente se corta el extremo en el que se han acumulado las impurezas y se separa del resto. La ventaja de este proceso es que controlando adecuadamente la temperatura y la velocidad a la que la franja de fundido se desplaza por la pieza cilíndrica, se puede obtener un material que es un monocristal de silicio que presenta las caras de la red cristalina orientadas en la manera deseada.
Grupo:106 A
Diana Laura Oriol Gonzalez
Daniel Itzaes Tenorio
Raul Martinez Alvarez
Suhey Zapata Escudero
