CRistalizacion

CRISTALIZACION

Introducción.

La cristalización es un método de separación de una mezcla de solidos solubles en el mismo disolvente pero con curvas de solubilidad diferentes. Esta operación unitaria consiste en la separación de una mezcla con un componente solido disuelto en un componente líquido calentando la mezcla para lograr una precipitación que haga posible la formación de los cristales. 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.

Desarrollo.

Fundamentos de Cristalización.

La cristalización es una operación de transferencia de materia en la que se produce la formación de un sólido (cristal o precipitado) a partir de una fase homogénea (soluto en disolución o en un fundido). Destaca sobre otros procesos de separación por su potencial para combinar purificación y producción de partículas en un solo proceso.

Velocidad de cristalización.

La velocidad de crecimiento de un cristal es conocida como velocidad de cristalización. La cristalización puede ocurrir solo con soluciones sobresaturadas.

El crecimiento ocurre primero con la formación del núcleo, y luego con su crecimiento gradual. En concentraciones arriba de la sobresaturación, la nucleación es concebida como espontánea, y rápida.

Proceso.

Toda sal o compuesto químico disuelto en algún solvente en fase liquida puede ser precipitada por cristalización bajo ciertas condiciones de concentración y temperatura. Para poder ser transferido a la fase sólida, es decir, cristalizar, un soluto cualquiera se debe eliminar su calor latente o entalpía de fusión, por lo que el estado cristalino además de ser el más puro, es el de menor nivel energético de los tres estados físicos de la materia, en el que las moléculas permanecen inmóviles unas respecto a otras, formando estructuras en el espacio, con la misma geometría, sin importar la dimensión del cristal.

Para poder usar esta técnica de purificación debe existir un cambio importante de solubilidad con respecto a la temperatura. Cuando más grande sea la diferencia de solubilidad con respecto a la temperatura, mejores rendimientos se podrán conseguir.

Por ejemplo, el cloruro sódico (la sal marina), posee una solubilidad de alrededor de 35 g/100 para las temperaturas comprendidas entre 0 a 100ºC, lo cual provoca la cristalización por cambio de temperatura sea de poco interés, pero esto no ocurre para todas las sales, como por ejemplo, para el KNO3. A nivel industrial, estos procesos pueden añadir otros procesos de purificación como por ejemplo, el filtrado, la decantación, etc. Después de realizar este procedimiento, el material queda puro por completo.

En determinados compuestos, la presión de vapor que tiene un sólido podría llegar a ser lo suficientemente elevado como para poder evaporar cantidades considerables del compuesto en cuestión sin llegar a su punto de fusión, a lo que se le da el nombre de sublimación. Los vapores que se forman, se condensan en las partes más frías que se ofrecen en forma de lo que se conoce como, “ dedo frío” por ejemplo, pasando generalmente del estado gas al sólido, lo que se conoce como sublimación regresiva, lo que hace que se separe de las impurezas posibles que puedan haber. Al seguir

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