Cristalización y sublimación
CRISTALIZACIÓN
La cristalización es un
proceso de 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.
Es un procedimiento utilísimo
de purificación e identificación de sustancias.
Proceso:
Una vez que la mezcla esté disuelta, puede
calentarse para evaporar parte de disolvente y así concentrar la disolución.
Para el compuesto menos soluble la disolución
llegará a la saturación debido a la eliminación de partes de disolvente y
precipitará.
Todo esto puede irse precediendo sucesivamente
e ir disolviendo de nuevo los distintos precipitados (esto recibiría el nombre
de cristalización fraccionada) obtenidos para irlos purificando hasta conseguir
separar totalmente de dos sólidos.
Para que
sirve:
Es la técnica más simple y eficaz para purificar compuestos orgánicos sólidos.
Consiste en la disolución de un sólido impuro en la menor cantidad posible del
disolvente adecuado en caliente. En estas condiciones se genera una disolución
saturada que al enfriar se sobresatura produciéndose la cristalización.
Una característica de la cristalización es la
formación de una nueva fase sólida (cristalizado). El cristalizado se puede
formar a partir de una solución, de una masa fundida o de un vapor. En la
ingeniería industrial química y de procesos se sitúa en un primer plano la
técnica de cristalización a partir de fases líquidas, especialmente de
soluciones. Desempeña un papel importante la producción de materias cristalinas
en grandes cantidades, como son la obtención del azúcar, la de sal común y la
de fertilizantes, a partir de soluciones acuosas.
VENTAJAS:
El factor de separación es elevado (producto casi sin impurezas). En bastantes
ocasiones se puede recuperar un producto con una pureza mayor del 99% en una
única etapa de cristalización, separación y lavado. Controlando las condiciones
del proceso se obtiene un producto sólido constituido por partículas discretas
de tamaño y forma adecuados para ser directamente empaquetado y vendido (el
mercado actual reclama productos con propiedades específicas). Precisa menos
energía para la separación que la destilación u otros métodos empleados
habitualmente y puede realizarse a temperaturas relativamente bajas.
SUBLIMACIÓN
La sublimación de
un elemento o compuesto es una transición de la fase gas a la fase sólida sin
pasar por una etapa líquida intermedia. La sublimación es una transición de
fase que ocurre a temperaturas y presiones por debajo del punto triple.
A presiones normales, la mayor parte de compuestos químicos y elementos poseen tres estados diferentes a temperaturas distintas. En estos casos, la transición del sólido al estado gaseoso requiere un estado líquido intermedio. Sin embargo, para algunos elementos o sustancias, a determinadas presiones, el material puede pasar directamente de sólido al estado gaseoso. Esto puede ocurrir si la presión atmosférica ejercida en la sustancia es demasiado baja para evitar que las moléculas escapen del estado sólido.
Usos
Los congeladores sin hielo funcionan mediante un
ventilador y circulación de aire dentro del congelador. La temperatura bajo
cero, junto con la circulación de aire, conserva la sequedad del aire y acelera
considerablemente el proceso de sublimación. Esto mantiene sin hielo las
paredes del congelador y los compartimentos, aunque los cubitos de hielo
sublimen continuamente.
La sublimación de tinte también se usa a menudo
en la impresión a color sobre una variedad de sustratos, incluido el papel. Se
usa un pequeño calentador para vaporizar el material de tinte sólido, que se
solidifica sobre el papel. Cuando este tipo de impresora permite un control muy
fino de las proporciones de color primarias es posible obtener una foto de
buena calidad incluso con una resolución de impresora relativamente baja,
comparando con otros tipos de impresoras de resolución similar. Las impresoras
láser en blanco y negro estándares son capaces de imprimir en papel normal
usando un "tóner de transferencia especial" que contiene tintas de
sublimación que pueden ser transferidas permanentemente por calor a camisetas,
sombreros, tazas, metales, rompecabezas y otras superficies.
La sublimación también se usa para crear sustancias deshidratadas por congelación, como por ejemplo té, sopa o medicamentos, en un proceso llamado liofilización, que consiste en congelar una solución o suspensión y calentarla muy despacio en condiciones de medio a alto vacío (a una presión más baja que la presión de vapor del solvente en su punto de fusión). El resultado sólido es, por lo general, mucho más fácil de disolver o suspender de nuevo que uno que haya sido producido a partir de un sistema líquido, y las temperaturas bajas causan menos daño a las sustancias sensibles o reactivas.
Fuentes:
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