Separación de compuestos por cristalización

Nombre alumno: Angélica Leal Nombre profesor(a): Ana María Weibel Fecha de realización: 27/08/2013 Fecha de entrega: 03/09/2013

RESUMEN

Los métodos utilizados para la separación de mezclas y de disoluciones utilizan como base las

propiedades físicas y químicas de los componentes de ésta. Los más conocidos son: filtración,

decantación, evaporación y cristalización El método de cristalización es la técnica más simple y eficaz

de purificar compuestos orgánicos sólidos y consiste en disolver el sólido que se pretende purificar en

un disolvente (o mezcla de disolventes) caliente y permitir que la disolución enfríe lentamente. En

estas condiciones se genera una disolución saturada que al enfriar se sobresatura produciéndose la

cristalización. El material disuelto tendrá una solubilidad menor al enfriar e irá precipitando. Este

fenómeno se denomina cristalización si el crecimiento del cristal es relativamente lento y selectivo y

precipitación si el proceso es rápido y no selectivo. La cristalización fraccionada al igual que la

cristalización simple permite separar una mezcla de sustancias en sus componentes puros pero cuya

principal diferencia radica en que la separación se basa en las diferencias de solubilidad y de

evaporación de cada componente de la mezcla.

Para llevar a cabo el trabajo experimental, utilizaremos una muestra de ácido benzoico para la

cristalización simple y otra muestra que contiene KNO3 y NaCl para la cristalización fraccionada.

OBJETIVOS

- Separar de una mezcla, ácido benzoico mediante el método de cristalización simple y calcular

su rendimiento práctico y teórico

- Separar KNO3 puro de una mezcla que contiene KNO3 y NaCl por cristalización fraccionada y

calcular su rendimiento práctico y teórico

- Comprobar experimentalmente el efecto de la velocidad de cristalización

- Conocer la técnica de cristalización simple y fraccionada

INTRODUCCIÓN

La cristalización se puede describir como una operación de separación líquido-sólido en la cual se

produce la transferencia de un soluto desde una disolución a una fase sólida cristalina del mismo,

mediante un cambio en la temperatura o en la composición. Se trata de una operación controlada

simultáneamente por la transferencia de materia y la transmisión de calor. El procedimiento más

habitual es concentrar la disolución y después enfriarla en condiciones controladas. De este modo la

concentración de soluto supera el valor de su solubilidad a esa temperatura y a partir de la disolución

sobresaturada se produce la formación de sus cristales.

Existen dos tipos de cristalización: la simple y la fraccionada.

La cristalización simple es muy sencilla y fácil de realizar y se presenta cuando se tiene una disolución

en la cual la única sustancia presente en cantidades apreciables es el producto deseado o el que se

desea obtener. Cuando esto ocurre, casi siempre es posible obtener un buen rendimiento y una buena

pureza. Esta situación, sin embargo, no se da con frecuencia, excepto en los procesos de purificación

que a menudo es necesario realizar. Un criterio para determinar la eficiencia de un proceso de

cristalización es que se separe una masa cercana a la mitad de la masa de la sustancia que se encuentra

disuelta en forma de cristales.

El proceso de cristalización es un proceso dinámico, de manera que las moléculas que están en la

disolución están en equilibrio con las que forman parte de la red cristalina. El elevado grado de

ordenación de una red cristalina excluye la participación de impurezas en la misma. Para ello, es

conveniente que el proceso de enfriamiento se produzca lentamente de forma que los cristales se

formen poco a poco y el lento crecimiento de la red cristalina excluya las impurezas. Si el enfriamiento

de la disolución es muy rápido las impurezas pueden quedar atrapadas en la red cristalina.

Es mejor utilizar un disolvente con un punto de ebullición que sobrepase los 60°C, pero que a su vez

sea por lo menos 10°C más bajo que el punto de fusión del sólido que se desea cristalizar. En muchos

casos se necesita usar una mezcla de disolventes y conviene probar diferentes mezclas para encontrar

aquella que proporciona la cristalización más efectiva. Los disolventes más usados, en orden de

polaridad creciente son el éter de petróleo, cloroformo, acetona, acetato de etilo, etanol y agua.

La cristalización fraccionada es la separación de una mezcla de sustancias en sus componentes puros

con base en sus diferentes solubilidades.

La solubilidad, se define como la máxima cantidad de un soluto que se puede disolver en una cantidad

determinada de disolvente, a una temperatura especifica, se expresa ordinariamente como los gramos

de soluto contenidos en 100 gramos de disolvente

MONTAJE EXPERIMENTAL

1. http://www.buenastareas.com/ensayos/Cristalizacion-Simple/154846.html

2. http://www.buenastareas.com/ensayos/Cristalizacion-Fraccionada/1589756.html