Cristalización

Cristalización

Proceso por el que una sustancia adopta la forma de sólido cristalino partiendo del mismo producto fundido, de su disolución, o de una fase vapor sin pasar por el estado líquido.

Cristalización es el nombre que se le da a un procedimiento de purificación usado en química por el cual se produce la formación de un sólido cristalino, a partir de un gas, un líquido o incluso, a partir de una disolución. En este proceso los iones, moléculas o átomos que forman una red en la cual van formando enlaces hasta llegar a formar cristales, los cuales son bastante usados en la química con la finalidad de purificar una sustancia de naturaleza sólida. Por medio de la cristalización se separa un componente de una solución en estado líquido pasándolo a estado sólido a modo de cristales que precipitan. Este paso u operación es necesaria para cualquier producto químico que se encuentre como polvos o cristales en el mundo comercial, por ejemplo, el azúcar, la sal, etc.

Otra forma de cristalización, o de purificación, es a través de la fundición del sólido. El líquido que obtenemos en el proceso, cristaliza en primer lugar el sólido en estado puro, lo que hace que se enriquezca, después cristaliza la fase líquida. Este proceso se conoce como enfriamiento selectivo de un sólido previamente fundido.

La parte más importante del proceso de cristalización, es el crecimiento de los cristales. Las formas o los diferentes tamaños que adquieran los cristales se deben a distintas condiciones, como por ejemplo el disolvente que se use o la concentración utilizada de los diferentes compuestos. Los cristales crecen formando capas de moléculas entorno a un cristal inicial

Etapas de la cristalización.

En toda formación de cristales hay que considerar dos etapas:

-Nucleación: formación de los primeros iones a partir de los iones o moléculas que se encuentran en el seno de la disolución. Puede ser que estos primeros cristales que se forman, se destruyan debido a un proceso inverso a la nucleación. Dentro de la nucleación podemos distinguir entre Nucleación primaria y nucleación secundaria.

Primaria: es aquella en la que el origen de la nueva fase sólida no está condicionada ni influida por la presencia de la fase sólida que se origina.

Secundaria: la nucleación secundaria designa aquel proceso de formación de cristales de la nueva fase que está condicionado por la presencia de partículas de la misma fase en el sistema sobresaturado y por cuya causa ocurre.

-Crecimiento:etapa del proceso de solidificación donde los átomos del líquido se unen al sólido formando las grandes estructuras cristalinas.

Tipos de Cristalización

Enfriamiento de una disolución en la que la solubilidad de ese componente aumente con la temperatura (éste es el caso más general) o calentamiento de una disolución donde la solubilidad del componente disminuya al aumentar la temperatura. Presenta la desventaja que en sistemas muy solubles permanece aún mucho soluto en el disolvente. El enfriamiento puede realizarse indirectamente por convección natural, encamisados, tubos intercambiadores de calor,etc. El empleo de métodos de enfriamiento por contacto directo evita los problemas de incrustaciones en las superficies de transferencia de calor. El enfriante puede ser un sólido, un líquido o un gas y el calor es extraído por transferencia de calor sensible o calor latente.

Evaporación de disolvente. Cuando la solubilidad de un soluto en el disolvente no varía apreciablemente con la temperatura se puede conseguir la sobresaturación eliminando disolvente.

Cristalización a vacío. Se realiza un enfriamiento flash debido a una evaporación adiabática del disolvente, la sobresaturación se obtiene por evaporación y enfriamiento simultáneos de la corriente de alimentación cuando ésta entre en el cristalizador debido a la baja presión existente en el interior del mismo.

Precipitación por mezcla directa o reacción química. Precipita un producto sólido como resultado de la reacción química entre gases y/o líquidos. La precipitación sucede debido a que las fases gaseosas o líquidas se sobresaturan respecto al componente sólido. Esta precipitación puede transformarse en un proceso de cristalización realizando un control cuidadoso del grado de sobresaturación. La elección del método de mezcla de los reactivos es muy importante y resulta clave evitar zonas de excesiva sobresaturación. La secuencia de mezcla de los reactivos puede ser de importancia crítica.

Drowning-out. Una disolución puede sobresaturarse, respecto a un soluto dado, añadiendo una sustancia que reduzca la solubilidad del soluto en el disolvente. La sustancia añadida, que puede ser líquido, sólido o gas se suele denominar precipitante.

Método de christalizaciom

El metodo de cristalizacion es un metodo de separacion fisico de mezclas

que consiste en calentar y enfriar drasticamente las sustancias y a causa de esto se formaran pequeños cristales con uno de los componentes a causa de la diferencia de solubilidad que hay entre ellos .

un ejemplo de esto es la obtencion de sal y de azucar ;)

por eso se miran como pequeños cristales

Métodos

El método más común para estos experimentos es el basado en la técnica de la gota colgante.

Se colocan unos pocos microlitros (1-2 μl) de la solución de proteína en el centro de un cubre-objetos de vidrio y se le añaden otros tantos microlitros de la solución del precipitante contenido en un pocillo, al cual previamente se le ha equilibrado su pH mediante un tampón. El cubre-objetos que contiene a la gota de mezcla se le da la vuelta y con él se tapa el pocillo mencionado. Este sistema cerrado evolucionará por equilibrio de vapor y como la mezcla de proteína y precipitante en la gota está menos concentrada que la solución de precipitante en el pocillo, el agua de ésta se evaporará, uniéndose a la solución del pocillo. Como resultado de este proceso, la concentración de la proteína y del precipitante aumentarán lentamente en la gota, y si las condiciones son las adecuadas, se formarán cristales.

En el mercado existen cajas que contienen un número elevado de estos pocillos (24 o más), de tal modo que se puedan etiquetar y almacenar con facilidad para su ulterior observación a través de una lupa-microscopio, tal como se muestra en la figura de abajo.

Si las condiciones son adecuadas, los cristales

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