Previo 2 Q. Orgánica

Antecedentes

1) Disolvente ideal:

a) Solubilidad como fenómeno físico.

Las sustancias no se disuelven en igual medida en un mismo disolvente. Es la capacidad de una determinada cantidad de líquido para disolver una sustancia sólida no es ilimitada. Añadiendo soluto a un volumen dado de disolvente se llega a un punto a partir del cual la disolución no admite más soluto (un exceso de soluto se depositaría en el fondo del recipiente). Se dice entonces que está saturada. Pues bien, la solubilidad de una sustancia respecto de un disolvente determinado es la concentración que corresponde al estado de saturación a una temperatura dada. Las solubilidades de sólidos en líquidos varían mucho de unos sistemas a otros. Cuando la solubilidad es superior a 0,1 M se suele considerar la sustancia como soluble en el disolvente considerado; por debajo de 0,1 M se considera como poco soluble o incluso como insoluble si se aleja bastante de este valor de referencia. La solubilidad depende de la temperatura; de ahí que su valor vaya siempre acompañado del de la temperatura de trabajo. En la mayor parte de los casos, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura. Se trata de procesos en los que el sistema absorbe calor para apoyar con una cantidad de energía extra el fenómeno la solvatación. En otros, sin embargo, la disolución va acompañada de una liberación de calor y la solubilidad disminuye al aumentar la temperatura.

b) Relación entre solubilidad y estructura molecular.

La solubilidad de un sólido supone la ruptura de los enlaces de la red cristalina y la consiguiente disgregación de sus componentes en el líquido. Para que esto sea posible es necesario que se produzca una interacción de las moléculas del disolvente con las del soluto, que recibe el nombre de solvatación. Cuando una sustancia sólida se sumerge en un disolvente apropiado, las moléculas (o iones) situadas en la superficie del sólido son rodeadas por las del disolvente; este proceso lleva consigo la liberación de una cierta cantidad de energía que se cede en parte a la red cristalina y permite a algunas de sus partículas componentes desprenderse de ella e incorporarse a la disolución. La repetición de este proceso produce, al cabo de un cierto tiempo, la disolución completa del sólido. En algunos casos, la energía liberada en el proceso de solvatación no es suficiente como para romper los enlaces en el cristal y, además, intercalar sus moléculas (o iones) entre las del disolvente, en contra de las fuerzas moleculares de éste.

c) Disolventes orgánicos

Son compuestos orgánicos volátiles basados en el elemento químico Carbono. Se utilizan solos o en combinación con otros agentes para disolver materias primas, productos o materiales residuales, utilizándose para la limpieza, para modificar la viscosidad, conservante o como portador de otras sustancias que una vez depositadas, quedan fijados evaporándose el disolvente. En general, los disolventes orgánicos son de uso corriente en las industrias para pegar, desengrasar, limpiar, plastificar y flexibilizar, pintar y lubricar.

d) Propiedades físicas de los disolventes.

Son compuestos líquidos y de peso molecular ligero, sustancias poco polares, y por tanto escasamente miscibles en agua, poseen gran volatilidad, por lo que presentan una alta presión de vapor, pudiendo pasar fácilmente a la atmósfera en forma de vapor durante su manejo y por ello susceptibles de ser inhalados fácilmente, tienen uno puntos de ebullición bajos, En general son mezclas de varios compuestos químicos mayoritarios acompañados de trazos de otros. Su composición puede variar con el tiempo, dada su volatilidad y elevada presión de vapor y por el hecho de que se contaminan con el uso, producen importantes efectos tóxicos. Son sustancias combustibles cuyos vapores mezclados con el aire pueden dar lugar a mezclas inflamables y con riesgo de explosión.

e) Solubilidad, polaridad y orden de polaridad de los disolventes.

Entre los solventes orgánicos se encuentran algunos que son extremadamente no polares, como los hidrocarburos, puros o mesclados entre sí, como la gasolina. Estos disolventes son conocidos por sus propiedades disolventes con respecto a sustancias semejantes, como aceites y grasas. Frecuentemente resulta más útil una solvente capaz de disolver a este tipo de sustancias y, además, a las sustancias orgánicas de carácter más polar, y aún el agua. En este caso, se emplean sustancias orgánicas tales como:

f) Solvatación e hidratación.

Es la interacción de moléculas de soluto y disolvente para formar conglomerados moleculares, cuando el disolvente es agua se le llama hidratación

2) Cristalización:

a) Fundamentos de cristalización.

La cristalización es el proceso en el cual un soluto disuelto se separa de la disolución y forma cristales. La cristalización describe la separación de un exceso de la sustancia sólida, a partir de la disolución sobre saturada, que puede ser formada por un gas, un líquido o un sólido.

Se utiliza para purificar una sustancia sólida.

b) Selección de disolvente ideal.

El mejor disolvente para la cristalización es aquel en el que la sustancia es insoluble a la temperatura ambiente, pero completamente soluble a temperaturas elevadas. También debemos recordar que no podemos elegir un disolvente muy similar a la sustancia con la que vamos a trabajar, debido a que los semejantes son solubles entre sí. Tampoco se elegirá un disolvente en el cual nuestra sustancia sea completamente insoluble, debido a que aunque sea sometido a elevadas temperaturas tampoco sería capaz de disolver nuestra sustancia.

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