Cristalizacion

UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA

CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERIAS

QUIMICA GENERAL II

M. EN C.: JAZMIN DEL ROCIO SOLTERO SANCHEZ

PAOLA GERALDINE RAMIREZ NUÑEZ

“Obtención de cristales en la Industria”

29 DE ABRIL DEL 2013

OBTENCIÓN DE CRISTALES

Introducción

Los minerales están compuestos por átomos, iones o moléculas ordenados en una red cristalina que llamamos red espacial.

La cristalización es un proceso por el cual esos átomos, iones o moléculas se ordenan de tal forma que llegan a constituir cristales (formas geométricas que podemos apreciar a simple vista), manifestación visible de la estructura cristalina de sus componentes.

La formación de cristales minerales tiene lugar en la naturaleza, fundamentalmente, según alguno de estos procesos:

1. Sublimación: Los átomos de un gas van aproximándose conforme esta se enfría. Al final del proceso se produce una agregación en forma de sólido cristalino. Un ejemplo es la formación de cristales de azufre en las fumarolas volcánicas.

2. Precipitación: Los átomos de la disolución se aproximan al desaparecer el disolvente en el que están inmersos, hasta formar un sólido cristalino. Son ejemplos la sal gema y el yeso.

3. Solidificación: Los átomos se van aproximando según se enfría el material fundido; en el fundido, los átomos tienen mucha libertad de movimiento, que se va perdiendo al bajar la temperatura. Ejemplos son la mica y el olivino.

4. Metamorfismo: Los átomos de un mineral pueden cambiar de orden sin que el mineral cambie de estado y permanezca sólido.

Pero en todos los casos se requieren las adecuadas condiciones de espacio (dónde cristalizar), tiempo (que transcurra cierto tiempo) y reposo (que no se perturbe el medio durante el proceso de cristalización). Cuanto mejores sean las condiciones, mayores serán los cristales que se obtengan.

Descripción

La cristalización es un proceso de formación de un sólido cristalino a partir de un producto fundido o a partir de una disolución. En este segundo caso, los cristales se obtienen al enfriar una disolución saturada en caliente del compuesto sólido en un disolvente adecuado. El disolvente o mezcla de disolventes será seleccionado de acuerdo con la solubilidad del sólido y de las impurezas (es necesario que éstas no cristalicen en las mismas condiciones). Así, es necesario encontrar un disolvente en el que el compuesto sólido que queremos cristalizar sea soluble en caliente e insoluble en frio. Si en una primera cristalización no se consigue la purificación completa, el proceso se puede repetir y hablaremos de recristalización.

Importancia de la cristalización en la industria

En muchos casos, el producto que sale para la venta de una planta, tiene que estar bajo la forma de cristales. Los cristales se han producido mediante diversos métodos de cristalización que van desde los más sencillos que consisten en dejar reposar recipientes que se llenan originalmente con soluciones calientes y concentradas, hasta procesos continuos rigurosamente controlados y otros con muchos pasos o etapas diseñados para proporcionar un producto que tenga uniformidad en la forma, tamaño de la partícula, contenido de humedad y pureza. Las demandas cada vez más crecientes de los clientes hacen que los cristalizadores sencillos por lotes se estén retirando del uso, ya que las especificaciones de los productos son cada vez más rígidas.

La cristalización es importante como proceso industrial por los diferentes materiales que son y pueden ser comercializados en forma de cristales. Su empleo tan difundido se debe probablemente a la gran pureza y la forma atractiva del producto químico sólido, que se puede obtener a partir de soluciones relativamente impuras en un solo paso de procesamiento. En términos de los requerimientos de energía, la cristalización requiere mucho menos para la separación que lo que requiere la destilación y otros métodos de purificación utilizados comúnmente. Además se puede realizar a temperaturas relativamente bajas y a una escala que varía desde unos cuantos gramos hasta miles de toneladas diarias. La cristalización se puede realizar a partir de un vapor, una fusión o una solución. La mayor parte de las aplicaciones industriales de la operación incluyen la cristalización a partir de soluciones. Sin embargo, la solidificación cristalina de los metales es básicamente un proceso de cristalización y se ha desarrollado gran cantidad de teoría en relación con la cristalización de los metales.

La cristalización consiste en la formación de partículas sólidas en el seno de una fase homogénea.

Las partículas se pueden formar en una fase gaseosa como en el caso de la nueve, mediante solidificación a partir de un líquido como en la congelación de agua para formar hielo o en la manufactura de monocristales, o bien por cristalización de soluciones líquidas.

Se puede decir que la cristalización es un arte, dando a entender que la realidad técnica es sobrepasada en ocasiones por todos los factores empíricos que están involucrados en la operación.

Estos sistemas geométricos son constantes para los cristales del mismo compuesto químico, independientemente de su tamaño. Los cristales son la forma más pura de la materia, su bien sucede que precipitan simultáneamente cristales de varias sustancias formando soluciones sólidas de varios colores como son los minerales como el mármol veteado, el jade, onix, turquesas, etc., en los cuales cada color es de cristales de una sal diferente. Sin embargo cuando cristaliza solamente un solo compuesto químico, los cristales son 100% puros.

Además de su forma geométrica, los cristales son caracterizados por su densidad, su índice de refracción, color y dureza.

Cristalización de la sal común (cloruro de sodio: NaCl)

Objetivos:

El objetivo es separar una mezcla homogénea por el método de cristalización y observar macroscópicamente la formación de un cristal de celda cúbica a partir de una disolución de NaCl en agua.

Materiales: Sal común (NaCl), un vaso de cristal y agua, cuanto más pura mejor.

Descripción y procedimiento: En un vaso con poca agua (1 o 2 cm de altura del líquido), echad sal y removed hasta que se disuelva totalmente.

Vamos añadiendo más sal, poco a poco y disolviéndola hasta alcanzar el punto de saturación en el que ya no se disuelve más sal y empieza a formarse un poso en el fondo del vaso.

Antes de hacerlo en la realidad, puedes probar el simulador de sales y solubilidad:

...