Cristalización

Cristalización
Los compuestos orgánicos aislados a partir de reacciones orgánicas o extraídas de sustancias naturales a menudo están contaminados por pequeñas cantidades de otros compuestos (impurezas) las cuales se obtienen junto con el compuesto deseado. La técnica de purificación habitual es la recristalización, basada en su diferencia de solubilidad en diferentes disolventes o mezcla dedisolventes.
La solubilidad de un sólido aumenta generalmente con la temperatura, una vez que se solubiliza en un disolvente caliente, su cristalización puede provocarse por enfriamiento de la solución debido a la sobresaturación. La recristalización consiste entonces, en disolver primero el sólido a purificar en un disolvente o en una mezcla de varios disolventes calientes, generalmente en o cercadel punto de ebullición y después enfriar la solución para provocar la cristalización del sólido que se aísla por filtración.
En cuanto a las impurezas, se pueden presentar tres casos:
* Las impurezas son insolubles en el disolvente caliente: una simple filtración de la solución caliente permite eliminarlas;
* Las impurezas son solubles en el disolvente caliente y permanecen parcialmenteen el disolvente frío: la mayor parte queda disuelta en el momento de la cristalización del producto principal y es eliminada con el filtrado;
* Las impurezas son muy solubles en el disolvente caliente y poco soluble en el disolvente frío: la filtración aísla un producto contaminado y, en este caso, la recristalización es poco eficaz.

Se asume que las impurezas están presentes en pequeñasproporciones comparativamente, usualmente menos que el 5% de la masa. La purificación es por lo tanto más eficaz en tanto que la taza inicial de impurezas es menor.
Etapas de la recristalización
Las etapas de la recristalización pueden ser esquematizadas de la manera siguiente:
* selección del disolvente
* disolución
* tratamiento de la solución caliente
* enfriamiento ycristalización
* filtración de los cristales
* secado
* acondicionamiento
* control de la pureza
* conclusiones

Selección del disolvente
Las similitudes físico-químicas del disolvente y del producto a purificar constituyen el criterio más general de selección del disolvente de recristalización. Entre otros, su polaridad debe ser similar, una sustancia polar es más soluble endisolventes polares y menos solubles en disolventes no-polares. La selección se efectúa mediante pruebas de solubilidad o con la ayuda tablas de las constantes dieléctricas, teniendo en cuenta los siguientes criterios:
* El disolvente no debe reaccionar químicamente con el sólido a purificar;
* La solubilidad del producto debe ser elevada en el disolvente caliente y baja en el disolvente frío:una solubilidad cinco veces más grande en el disolvente caliente es aceptable;
* Las impurezas orgánicas deben ser solubles en el disolvente frío, deben quedar en la solución en el momento de la cristalización. Las impurezas inorgánicas a menudo son insolubles, en este caso, se separan de la solución caliente por filtración;
* La temperatura de ebullición del disolvente deberá ser inferioral punto de fusión del sólido, de lo contrario, se corre el riesgo de que se forme una fase aceitosa;
* El disolvente debe formar bien los cristales del compuesto purificado;
* El disolvente deberá ser poco tóxico y poco inflamable, pero la mayoría de los líquidos orgánicos no poseen estas dos características a la vez.

La siguiente tabla da la lista de los disolventes usuales, su puntode ebullición y una evaluación de su inflamabilidad y de su toxicidad. Están clasificados del agua al hexano, en orden decreciente aproximado de su polaridad.

TABLA 1. DISOLVENTES COMUNES PARA LA RECRISTALIZACIÓN
NOMBRE DEL DISOLVENTE p. eb. (°C) CARACTERÍSTICAS
Agua 100
Ácido etanoico 118 poco inflamable, vapor picante
Metanol 65 inflamable
Etanol 78 inflamable
2-propanol 83 inflamable...