Cristalizacion

DEFINICION DE CRISTALIZACION

Los compuestos orgánicos sólidos a temperatura ambiente se purifican frecuentemente mediante la técnica denominada cristalización. Esta técnica consiste en disolver el sólido que se pretende purificar en un disolvente (o mezcla de disolventes) caliente y permitir que la disolución enfríe lentamente. El material disuelto tendrá una solubilidad menor al enfriar e irá precipitando. Este fenómeno se denomina cristalización, si el crecimiento del cristal es relativamente lento y selectivo La cristalización es un proceso bastante selectivo ya que, en el crecimiento del cristal, el empaquetamiento regular de moléculas del mismo tipo, forma y tamaño, tienden a excluir la presencia de impurezas., y precipitación, si el proceso es rápido y no selectivo.

La cristalización es un proceso de equilibrio y origina normalmente sólidos de elevada pureza. Inicialmente se forma un pequeño cristal y crece capa a capa de una manera reversible. En cierta manera pudiera decirse que el cristal "selecciona" las moléculas correctas de la disolución. En la precipitación, el entramado del cristal se forma tan rápidamente que pueden quedar atrapadas impurezas. Por esta razón, en cualquier intento de purificación debe evitarse un enfriamiento rápido (procesos excesivamente lentos deben también evitarse).

La mayoría de los cristales naturales se forman a partir de la cristalización de gases a presión en la pared interior cavidades (en este caso un recipiente). La calidad, tamaño, color y forma de los cristales dependen de la presión y composición

de gases en dichas cavidades y de la temperatura y otras condiciones donde se formen.

Tipos de cristales:

* Cristales sólidos: Aparte del vidrio y las sustancias amorfas, cuya estructura no aparece ordenada sino corrida, toda la materia sólida se encuentra en estado cristalino. En general, se presenta en forma de agregado de pequeños cristales(o poli cristalinos) como en el hielo, la rocas muy duras, los ladrillos, el hormigón, los plásticos, los metales muy proporcionales, los huesos, etc., o mal cristalizados como las fibras de madera corridas.

* Cristales líquidos: Algunos líquidos anisótropos (ver anisotropía), denominados a veces "cristales líquidos", han de considerarse en realidad como cuerpos mesomorfos, es decir, estados de la materia intermedios entre el estado amorfo y el estado cristalino. Los cristales líquidos se usan en pantallas (displays) de aparatos electrónicos. Su diseño más corriente consta de dos láminas de vidrio metalizado que emparedan una fina película de sustancia mesomorfa.

* Cristales iónicos: Los cristales iónicos tienen dos características importantes: están formados de enlaces cargados y los aniones y cationes suelen ser de distinto tamaño. Son duros y a la vez quebradizos. La fuerza que los mantiene unidos es electrostática. Ejemplos: KCl, CsCl, ZnS y CF2. La mayoría de los cristales iónicos tienen puntos de fusión altos, lo cual refleja la gran fuerza de cohesión que mantiene juntos a los iones. Su estabilidad depende en parte de su energía reticular; cuanto mayor sea esta energía, más estable será el compuesto.

* Cristales

covalentes: Los átomos de los cristales covalentes se mantienen unidos en una red tridimensional únicamente por enlaces covalentes. El grafito y el diamante, alótropos del carbono, son buenos ejemplos. Debido a sus enlaces covalentes fuertes en tres dimensiones el diamante presenta una dureza particular y un elevado punto de fusión. El cuarzo (SiO2) es otro ejemplo de cristal covalente.

* Cristales moleculares: En un cristal molecular, los puntos reticulares están ocupados por moléculas que se mantienen unidas por fuerzas de van der Waals y/o de enlaces de hidrógeno. El dióxido de azufre (SO2) sólido es un ejemplo de un cristal molecular al igual que los cristales de I2, P4 y S8. Con excepción del hielo, los cristales moleculares suelen empaquetarse tan juntos como su forma y tamaño lo permitan. Debido a que las fuerzas de van der Waals y los enlaces de hidrógeno son más débiles que los enlaces iónicos o covalentes, los cristales moleculares suelen ser quebradizos y la mayoría funden a temperaturas menores de 100 °C.

* Cristales metálicos: La estructura de los cristales metálicos es más simple porque cada punto reticular del cristal está ocupado por un átomo del mismo metal. Los cristales metálicos por lo regular tienen una estructura cúbica centrada en el cuerpo o en las caras; también pueden ser hexagonales de empaquetamiento compacto, por lo que suelen ser muy densos. Sus propiedades varían de acuerdo a la especie y van desde blandos a duros y de puntos de fusión bajos a altos, pero todos en general son buenos conductores de calor y electricidad.

1.2. PASOS DE LA

CRISTALIZACION

La cristalización se puede considerar como el método más importante para purificar compuestos sólidos orgánicos. Debido a que muchas especies orgánicas se encuentran contaminadas en la naturaleza, se debe de recurrir a un método para purificarlas, pero obteniendo una masa que sea comparable con la sustancia impura inicial. Este procedimiento se puede dividir en siete pasos para realizar con éxito la purificación; los pasos son: escoger el disolvente apropiado, disolver el soluto, eliminar las sustancias coloreadas, cristalizar el soluto, recolectar y lavar los cristales y secar el producto.

Escoger un disolvente adecuado es uno de los pasos más importantes en esta clase de purificación. Para que el compuesto se pueda diluir en el disolvente, este necesita tener características físicas y estructurales similares mas no iguales, de modo que pueda disolverse para eliminar los contaminantes, pero al enfriarse se pueda separar del disolvente y recuperar los cristales. Las características esenciales para un buen disolvente son:

- Disolver todo el compuesto en el punto de ebullición

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