CRISTALIZACIÓN, EVAPORACIÓN Y FILTRACIÓN CRISTALIZACIÓN La cristalización es un proceso por el cual ciertas sustancias adoptan la forma cristalina; y se utiliza en las mezclas homogéneas conformadas por un sólido (soluto) disuelto en agua (solvente) para separar la sustancia sólida, eliminando la líquida que no interesa recuperar, por evaporación, usándose frecuentemente en la purificación de sólidos. TIPOS DE CRISTALIZACIÓN El empleo de métodos de enfriamiento por contacto directo evita los problemas de incrustaciones en las superficies de transferencia de calor. El enfriante puede ser un sólido, un líquido o un gas y el calor es extraído por transferencia de calor sensible o calor latente. TIPOS DE CRISTALIZACIÓN Cristalización a vacío. Se realiza un enfriamiento flash debido a una evaporación adiabática del disolvente, la sobresaturación se obtiene por evaporación y enfriamiento simultáneos de la corriente de alimentación cuando ésta entre en el cristalizador debido a la baja presión existente en el interior del mismo. La precipitación sucede debido a que las fases gaseosas o líquidas se sobresaturan respecto al componente sólido. Esta precipitación puede transformarse en un proceso de cristalización realizando un control cuidadoso del grado de sobresaturación. La elección del método de mezcla de los reactivos es muy importante y resulta clave evitar zonas de excesiva sobresaturación. Drowning-out. Una disolución puede sobresaturarse, respecto a un soluto dado, añadiendo una sustancia que reduzca la solubilidad del soluto en el disolvente. La sustancia añadida, que puede ser líquido, sólido o gas se suele denominar precipitante. FILTRACIÓN La filtración es un proceso para separar un sólido suspendido o flotante en el líquido en que está suspendido y al hacerlos pasar, a través de un medio poroso por el cual, el líquido puede penetrar fácilmente. SISTEMAS DE FILTRACIÓN Filtración por gravedad: La filtración por gravedad se realiza utilizando un embudo de tipo cónico en el cual se introduce un papel de filtro preparado con pliegues, de modo que al pasar el líquido de la disolución a través de el, quedará retenido en el papel la parte sólida, pasando limpia la parte líquida. Este tipo de filtración es de gran utilidad para casos como: – Para la filtración de impurezas de tipo insoluble, cuando realizamos un proceso de cristalización. – Para la filtración de un agente desecante en pleno proceso de secado. – Para todas las filtraciones en las que se desecha el sólido, pues lo que interesa es la disolución. Filtración a presión reducida La filtración a presión reducida es bastante más rápida que la filtración por gravedad. Para llevar a cabo una filtración a presión reducida, es necesario realizar una conexión a una fuente de vacío para lo que se suele conectar la bomba a un embudo tipo Büchner o una placa filtrante. El embudo Büchner es un embudo fabricado en cerámica cerrado por el fondo y agujereado del miso material con la finalidad de dejar pasar el líquido que queramos filtrar. Filtración con placa filtrante: La superficie filtrante tiene forma de disco y es una placa de textura porosa, cuyos poros son de determinado tamaño, de manera que impida el paso de sólidos. La filtración por este método se realiza también al vacío, a través de un proceso similar al utilizado en la filtración con Büchner, en tres casos diferentes: – Filtración de los cristales en diferentes procesos de cristalización. – Filtración de la parte sólida en procesos de precipitación. – Filtración de agentes desecantes en los procesos de secado. Filtración sobre celita La celita es un sólido que suele ser utilizado como un soporte de filtrado. Generalmente se usa para filtrar al vacío suspensiones de tipo coloidal, de texturas gelatinosas o sólidos constituidos de partículas muy finas, por lo general de naturaleza inorgánica, que pudiesen traspasar otros tipos de filtros, en cambio en la celita, quedan retenidos. La celita se usa solamente para filtrar sólidos con impurezas que se quieran eliminar. EVAPORACIÓN La evaporación es un proceso físico por el cual el agua u otras sustancias líquidas, pasan del estado líquido al estado gaseoso. También se conoce este proceso con el nombre de vaporización. TIPOS DE EVAPORACIÓN Por aumento de la temperatura Para evaporar un líquido o concentrar una disolución se utilizan baños de agua u otras fuentes de calor. Cuando se trabaja con disolventes inflamables no se deben someter a la llama directa. Si los vapores del disolvente son perjudiciales para la salud, se debe trabajar en vitrina extractora y tomar las precauciones adecuadas. Esta técnica también se puede utilizar para el secado de un sólido húmedo Por disminución de la presión Este procedimiento se utiliza para el secado de una substancia a temperatura ambiente por ser inestable a temperaturas más elevadas. Se introduce la muestra en un desecador de vacío, en presencia de una substancia o agente desecante. Por disminución de la presión Una operación frecuente en un laboratorio de química es la eliminación del disolvente orgánico volátil de una solución de un compuesto orgánico, como por ejemplo sucede al finalizar un proceso de extracción. La eliminación rápida de grandes cantidades de un disolvente orgánico se efectúa utilizando el roto evaporador. La evaporación tiene lugar a presión reducida, producida normalmente por una bomba de vacío y a temperaturas moderadas
