En los primeros tiempos de los alquimistas, los sólidos han sido purificados por cristalización en el solvente adecuado. Procedimiento de purificación usado en química; por el cual se produce la formación de un sólido cristalino, a partir de un gas, un liquido o incluso a partir de una disolución. Busca separar un sólido que esta disuelto en un líquido.
Asimismo consiste en infundir una solución y disipar parcialmente el componente líquido hasta obtener una solución sobre saturada. Ésta solución sobre saturada se le cambia de clima al frío de una manera brusca para precipitar el componente sólido en forma de cristales.
La cristalización
Tipos de cristalización
Por enfriamiento de una solución
Si una solución X con una determinada concentración se encuentra a cierta temperatura, y éste se va enfriando lentamente, la capacidad del solvente se reduce; ya que no puede admitir iones libres, entonces el soluto (el material solido) comenzara con un proceso de solidificación en forma de cristales que se precipitan.
Cambio de Disolvente
En una disolución bastante condensada de una sustancia, que le es aplicado un potencial disolvente y agregando a su vez un disolvente peor; el estado sólido disuelto comienza a precipitarse, y las aguas madres se benefician con los sedimentos.
Ejemplo: se puede separar el ácido benzoico de una solución; en acetona solo agregando agua.
Evaporación de un Disolvente
De una manera semejante, vaporizando el disolvente en una mezcla se puede alcanzar que se inicie a cristalizar los sólidos que se encontraban diluidos cuando se logran las metas de las solubilidades.
Sublimación
La presión del gas de un sólido puede alcanzar ser lo suficientemente grande para vaporizar porciones de gran consideración de estos elementos sin llegar a su punto de fusión (sublimación). Los vapores creados condensan en zonas con menor temperatura.
Ventajas
- Se puede obtener producto de una pureza de hasta 99% en una sola etapa.
- Se puede llegar a tener mayor control del proceso de cristalización de tal manera que proporcione cristales de igual tamaño que faciliten su manejo, el empaque y almacenamiento.
- La cristalización perfecciona la apariencia del producto para finalmente comercializar. Es una operación que tiene la capacidad llevarse a fin en temperaturas moderadas.
Cristalización fraccionada
- Método de purificación de sustancias fundamentadas en las formas diferentes de solubilidad.
- Si dos o más sustancias están disueltas en un disolvente y este se va evaporando dichas sustancias cristalizan e la disolución (precipitan) a varias velocidades. La cristalización puede darse también por cambios en la concentración, la temperatura u otros medios.
- El tratamiento de cristalización por fracción, la mezcla se une con un disolvente; la cual se lleva a una temperatura más alta para después se logre enfriar de manera progresiva con la finalidad de que, como cada uno de sus componentes cristaliza a diferente velocidad se puede excluir en forma pura de la disolución, separado de los demás compuestos.
- Esta técnica es la más utilizada en el área de ingeniería química para conseguir sustancias más natural o puras y también para rescatar algunas producciones vendibles a partir de disoluciones de residuos.
- Cuando en una solución se tienen dos o más solutos; al evaporarse de manera parcial el disolvente logre cristalizar solo uno de ellos, el menos soluble. Este puede separarse por filtración para luego seguir evaporando el disolvente hasta la cristalización de un segundo soluto, y así sucesivamente.
Métodos de Cristalización
Batch
Método más simple que existe; combina todos los componentes en una solución que se mantiene en reposo durante todo el proceso, a medida que pasa el tiempo se da formación de cristales dentro de la solución.
Siembra
En esta técnica se involucra la separación de nucleación y crecimiento; los cristales son transferidos de condiciones de nucleación a condiciones de crecimiento; para ello se utiliza dos métodos la macro siembra y la micro siembra.
Nucleación transcendente y local
Separa las condiciones de nucleación y de crecimiento dentro de un solo recipeinte. Se emplea con el fin de cristalizar proteínas cuya solubilidad depende de la temperatura, ajustando la temperatura inicial para indicar la nucleación y modificándola entonces para permitir el crecimiento del cristal.
Difusión por calor
Manipulación de la esencia de la solución que contiene la proteína por difusión a través del aire, se introduce la solución con una densidad no muy elevada de la proteína a estudiar en un circuito cerrado. Una vez éste; se da la reducción al aumentar el calor.
Diálisis
La composición de una mezcla es alterada por la difusión de componentes bajo peso molecular través de una membrana semipermeable. Esto permite que en poco tiempo la solución alcance la cantidad de componentes exacta y adecuada al proceso de cristalización.
