Secado y cristalización en química: técnicas, agentes y principios clave

Secado o desecación

Secado o desecación: se llevan a cabo cuando deseamos eliminar totalmente el agua u otro disolvente contenido en la muestra por acción del calor; el entorno no puede estar saturado de vapor de agua.

Sólido higroscópico

Sólido higroscópico: la presión del agua que acompaña al sólido es menor que la presión del vapor de agua pura a esa temperatura.

Secado de sólidos

Secado de sólidos: puede realizarse a temperatura ambiente, mediante calentamiento o usando desecantes. Se emplean recipientes cerrados que contienen una sustancia desecante, por ejemplo gel de sílice, para lograr y mantener una atmósfera de baja humedad al guardar muestras.

Materiales y montaje

• Tapa de vidrio esmerilado.
• Placa perforada de porcelana o metal.
• Parte inferior para introducir el desecante.

Un desecante es una sustancia con capacidad para retirar agua contenida en otros productos.

Agentes desecantes

Agentes desecantes:

• Cloruro cálcico.
• Ácido sulfúrico.
• Óxido de bario.
• Pentóxido de fósforo.
• Sulfato cálcico.
• Desecantes comerciales.

Secado de gases

Secado de gases: se realiza haciendo burbujear el gas a través de un medio deshidratante. Materiales típicos: matraces y torres de secado.

Secado de líquidos

Secado de líquidos: se realiza con desecantes o con tamices moleculares. En los desecantes se mantiene el líquido varias horas en contacto con el producto secante, agitándolo, y después se separa por filtración y/o destilación. Los tamices moleculares son zeolitas sintéticas cristalinas con numerosos poros.

Cristalización

Cristalización: proceso por el cual se forman sólidos cristalinos a partir de un gas, un líquido o una disolución.

Condiciones principales

La condición principal para realizar la cristalización es la solubilidad del compuesto en el disolvente y que la disolución esté saturada del compuesto a cristalizar.

La solubilidad de un soluto en un disolvente es la concentración de la disolución saturada a una determinada temperatura; es la capacidad que tiene una sustancia para disolverse en un disolvente. Puede variar según la naturaleza del disolvente, la naturaleza del soluto y la temperatura a la que se verifica el proceso de disolución.

Las curvas de solubilidad

Las curvas de solubilidad: nos ayudan a saber cómo varía la solubilidad con la temperatura, la concentración de la disolución saturada a una temperatura y si la disolución está o no saturada a una cierta temperatura.

Materiales amorfos

Los sólidos que no tienen estructura cristalina y que no tienen la propiedad de cristalizarse se llaman amorfos:

• Vítreos: materia que ha sufrido un enfriamiento de la masa.
• Gel coloidal: material coloidal obtenido por eliminación de agua que contiene.

Crecimiento de cristales

Crecimiento de cristales: es el depósito de iones de la solución sobre la superficie de partículas sólidas que ya han sido nucleadas. Los cristales grandes aparecen con enfriamiento lento.

Finalidad de la cristalización

Finalidad: facilitar la obtención del producto; preparar un producto a partir de una muestra de menor pureza; fraccionamiento de una mezcla compleja; aislamiento de una sustancia; uniformar tamaños y presentar un producto atractivo.

Cristalización por evaporación

Cristalización por evaporación: se emplea para cristalizar una sustancia cuya solubilidad varía muy poco o cuando se dispone de una disolución muy diluida.

Cristalización fraccionada

Cristalización fraccionada: aquella que consigue separar una o más sustancias de una mezcla mediante diferencias en solubilidad o condiciones de cristalización.

Por fusión y enfriamiento

Por fusión y enfriamiento: purificación de sólidos sin disolverlos en un disolvente determinado. Se produce un calentamiento hasta la fusión y después se lleva a cabo el enfriamiento con la aparición de cristales.