Ensayo de laboratorio cristalizacion

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Rendimiento de Cristalización

Resumen

El siguiente laboratorio tuvo como objetivo prinicipal el estudio y determinacion de la formacion de cristales apartir de una solucio acuosa, en nuestro caso el NaCl, conocida como la sal común.

El procedimiento seguido fue la de obtener soluciones saturadas de NaCl en agua a diferentes temperaturas, y posteriormente por enfriamiento se controlo la formacion y crecimineto de cristales y su respectiva temperatura de formacion.

A partir de esto se obtuvo los siguientes datos y resultados:

1. Curva de Solubilidad

1. Rendimiento Experimental:

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1. Introduccion

La cristalización es una Operación Unitaria importante por su amplia utilización a escala industrial. Esto debido fundamentalmente a factores tales como:

• El alto grado de pureza con que se puede obtener el producto solidificado a partir de soluciones relativamente impuras y en una sola etapa de procesamiento.
• Al  menor requerimiento de energía, con relación a otros métodos de separación (purificación) comúnmente empleados.
• Temperaturas de procesamiento relativamente bajas.
• Buen rendimiento tanto a pequeña como a gran escala.

1. Objetivos

• Determinar las velocidades de crecimiento de los cristales.
• Determinar de las curvas de solubilidad y sobresolubilidad.
• Comparar del rendimiento teórico con el experimental.

1. Fundamentos teóricos

La cristalización se puede analizar desde los puntos de vista de pureza, rendimiento, consumo de energía, o de velocidad de formación y crecimiento.

Sobresaturación. La cristalización a partir de una solución es un ejemplo de la creación de una nueva fase dentro de una mezcla homogénea. El proceso tiene lugar en dos etapas. La primera de ellas consiste en la formación del cristal y recibe el nombre de nucleación. La segunda corresponde al crecimiento del cristal. El potencial impulsor de ambas etapas es la sobresaturación, de forma que ni la nucleación ni el crecimiento tendrán lugar en una solución saturada o infrasaturada.

Curvas de sobresolubilidad. La sobresaturación crítica para la cual aparece la nucleación heterogénea o secundaria se puede determinar experimentalmente en unción a la temperatura. Para una condición determinada de la nucleación heterogénea se puede establecer una curva bastante bien definida localizada en la zona de sobresaturación y que es paralela ala habitual curva de solubilidad.

Cristalización fraccionada. Cuando se disuelven dos o mas solutos en un disolvente, con frecuencia es posible, primero separarlos en los componentes  puros, segundo separar uno y dejar el otro en la solución. El hecho de que se pueda efectuar esto o no depende de la solubilidad y de las relaciones de fases del sistema en consideración. Normalmente, el segundo, solo suele tener éxito cuando uno de los componentes tiene un cambio mucho más rápido de solubilidad con la temperatura que el otro.

Rendimiento. El rendimiento de la cristalización se puede calcular a partir de la concentración de la solución original y la solubilidad a la temperatura final. Para el caso de hallar el rendimiento, si los cristales contienen agua de cristalización es preciso tenerla en cuenta, ya que esta agua no esta disponible para el soluto, permanece en la solución. Los datos de solubilidad se expresan en general, en partes de material anhidro por 100 partes de masa en disolvente total, o bien en tanto por ciento en masa de soluto anhidro.

El rendimiento de solutos hidratados consiste en expresar todas las masas y concentraciones en función de sal hidratada y agua libre. Como esta última pertenece en la fase liquida durante la cristalización, las concentración y cantidades basadas en el agua libre se pueden restar para obtener u resultado correcto.

1. Materiales

Se realizara pruebas de cristalización a partir de la sal domestica.

• Vasos de precipitación de  500 ml.
• Varillas de vidrio
• Planchas
• Balanza
• Baño termostático
• Termómetro
• Porta embudo
• Embudos
• Papel filtro  

1. Montaje

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1. Procedimeinto

1. Curvas de solubilidad (proveerse de tablas de solubilidades de distitas sustancias)

1. Adicione 20 ml.  de agua a un frasco erlenmeyer. Pese X g. de la sustancia de estudio, añada al erlenmeyer. (Hallar los pesos según solubilidad de la sustancia de estudio)
2. Caliente suavemente a baño maría hasta la disolución total del solido, pero sin que el agua llegue a hervir.
3. Introduzca luego el termómetro y deje enfriar. Agite el frasco con suavidad y registre la temperatura a cual se inicia la cristalización.
4. Repita ese procedimiento para distintas concentraciones de la sustancia de estudio.

1. Cristalizacion

1. Se determina la cantidad de la sal de estudio, que se disuelve en 200 ml. de agua a  70 ºC, cantidad que se añade al agua colocada en el vaso y que encuentra a 70  2 ºC, agitándose hasta la disolución completa. [pic 8]
2. El vaso colocar en un balo termostático provisto de un serpentín de enfriamiento y se comienza a enfriar a un velocidad de 5 ºC por 10 minutos, hasta llegar a 10 ºC; la solución se sigue agitando hasta que su temperatura alcance el valor.
3. Se filtran los cristales, que se secan y pesan.

1. Datos y resultados

Los datos obtenidos y los cálculos realizados  se pueden tabular del siguiente modo:

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