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Cristalización

La cristalización es una operación unitaria de transferencia de materia y energía en la que se produce la formación de un sólido (cristal o precipitado) a partir de una fase homogénea (soluto en disolución o en un fundido). La fuerza impulsora en ambas etapas es la sobre-saturación y la posible diferencia de temperatura entre elcristal y el líquido originada por el cambio de fases.

Importancia de la cristalización
La cristalización es importante como proceso industrial por los diferentes materiales que son y pueden ser comercializados en forma de cristales. Es importante por la gran pureza y la forma atractiva del producto químico sólido, que se puede obtener a partir de soluciones relativamente impuras en un solopaso de procesamiento.
En términos de los requerimientos de energía, la cristalización requiere mucho menos para la separación que lo que requiere la destilación y otros métodos de purificación utilizados comúnmente.
Además se puede realizar a temperaturas relativamente bajas
Es mayormente usado en la industria azucarera.

TIPOS DE CRISTALES

Un cristal puede ser definido como un sólidocompuesto de átomos arreglados en orden, en un modelo de tipo repetitivo
Se han clasificado en siete sistemas universales de cristalización:





Sistema Cúbico

Las sustancias que cristalizan bajo este sistema forman cristales de forma cúbica, los cuales se pueden definir como cuerpos en el espacio que manifiestan tres ejes en ángulo recto, con “segmentos”, “látices”, ó aristas” de igualmagnitud, que forman seis caras o lados del cubo. A esta familia pertenecen los cristales de oro, plata, diamante, cloruro de sodio.






Sistema Tetragonal

Estos cristales forman cuerpos con tres ejes en el espacio en ángulo recto, con dos de sus segmentos de igual magnitud, hexaedros con cuatro caras iguales, representados por los cristales de oxido de estaño.






SistemaOrtorrómbico

Presentan tres ejes en ángulo recto pero ninguno de sus lados o segmentos son iguales, formando hexaedros con tres pares de caras iguales pero diferentes entre par y par, representados por los cristales de azufre, nitrato de potasio, sulfato de bario, etc.






Sistema Monoclínico

Presentan tres ejes en el espacio, pero sólo dos en ángulo recto, con ningún segmento igual,como es el caso del bórax y de la sacarosa.




Sistema Triclínico

Presentan tres ejes en el espacio, ninguno en ángulo recto, con ningún segmento igual, formando cristales ahusados como agujas, como es el caso de la cafeína.





Sistema Hexagonal

Presentan cuatro ejes en el espacio, tres de los cuales son coplanares en ángulo de 60°, formando un hexágono bencénico y el cuarto enángulo recto, como son los cristales de zinc, cuarzo, magnesio, cadmio, etc.





Sistema Romboédrico

Presentan tres ejes de similar ángulo entre si, pero ninguno es recto, y segmentos iguales, como son los cristales de arsénico, bismuto y carbonato de calcio y mármol.





Sobresaturación
es la diferencia de concentración entre la disolución sobresaturada en la que el cristal estácreciendo y la de la disolución en equilibrio con el cristal.
El concepto de solución saturada está relacionado con el llamado límite de solubilidad.

La sobresaturación se define como: Ac = C - Cs

Ac = sobresaturación molar, moles por unidad de volumen
C = concentración molar de soluto en disolución.
Cs = concentración molar de soluto en la disolución saturada.



Sin sobresaturación nohay cristalización, para alcanzar la sobresaturación se tiene que realizar:
Enfriamiento: si se enfría la solución, ésta pierde solubilidad y pasa de estar concentrada a saturada y finalmente sobresaturada.

Calentamiento: si se calienta la solución se quita solvente y pasa de estar concentrada a saturada y finalmente sobresaturada. Cuando se incrementa la temperatura la solubilidad puede...